ACAFE 2025 (Inverno) — questão 33 de Física

Gabarito DCinemática — lançamento oblíquo: alcance, ângulos complementares e tempo de vooVestibular de Medicina — Inverno · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 33 de Física do ACAFE 2025 (Inverno)

Enunciado em texto

Durante os treinamentos preparatórios para os Jogos Olímpicos de Paris 2024, a Seleção Brasileira Feminina de Futebol realizou uma atividade técnica, voltada para os chutes de longa distância. Jogadoras como Marta, Kerolin e Gabi Nunes participaram de lançamentos de bola com velocidade inicial de 20 m/s, variando apenas o ângulo de chute, sempre com a bola partindo do solo e retornando ao mesmo nível.

Apesar de acertarem o alvo com frequência, graças à experiência, intuição e repetição, um professor de Educação Física da comissão técnica sugeriu que fosse explorado com as atletas os fundamentos físicos por trás desses movimentos, destacando a influência no ângulo de lançamento, na altura máxima atingida e no tempo de permanência da bola no ar — em um cenário idealizado, sem resistência do ar.

Com base nesse contexto e nos princípios do movimento oblíquo, analise as afirmações.

I. Se o alcance da bola em um dos lançamentos realizados por Marta foi de 40 m, é correto afirmar que o ângulo de lançamento foi de 45º.

II. Para a mesma velocidade inicial, lançamentos com ângulos complementares atingem o mesmo alcance.

III. Para um ângulo de 60º, o alcance da bola em um chute realizado por Kerolin foi de aproximadamente 9,8 m.

IV. O movimento oblíquo pode ser analisado como a combinação de um movimento retilíneo uniforme, no eixo horizontal, e um movimento uniformemente variado no eixo vertical.

V. Supondo que a componente vertical da velocidade fosse de aproximadamente 14 m/s, o tempo total de voo, em um dos chutes realizados por Gabi Nunes, foi de aproximadamente 2,8 s.

Assinale a alternativa que contém apenas as afirmativas VERDADEIRAS.

A) I, II, III e IV

B) I, II e III

C) I, IV e V

D) I, II, IV e V

(Enunciado: Vestibular de Medicina ACAFE — Inverno 2025, Física — ACAFE.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Associação Catarinense das Fundações Educacionais (ACAFE).

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar cinco afirmações sobre lançamentos com velocidade inicial de 20 m/s, sem resistência do ar.

A ferramenta — o alcance. Com v0=20v_0 = 20 m/s e g = 10 m/s²:

A=v02 sen 2θg=40 sen 2θA = \frac{v_0^2\,\text{sen}\,2\theta}{g} = 40\,\text{sen}\,2\theta

I — verdadeira. A = 40 m exige sen 2θ=1\text{sen}\,2\theta = 1, ou seja, 2θ=90∘2\theta = 90^{\circ} e θ=45∘\theta = 45^{\circ}. É o único ângulo, e é o do alcance máximo.

II — verdadeira. Se θ\theta e 90∘−θ90^{\circ} - \theta são complementares, sen(180∘−2θ)=sen 2θ\text{sen}(180^{\circ} - 2\theta) = \text{sen}\,2\theta: o alcance é o mesmo (30° e 60°, por exemplo).

III — falsa. Para 60°:

A=40 sen 120∘=40×32A = 40\,\text{sen}\,120^{\circ} = 40 \times \frac{\sqrt{3}}{2}

A=20×1,73≈34,6 mA = 20 \times 1{,}73 \approx 34{,}6\ \text{m}

Bem longe de 9,8 m.

IV — verdadeira. Sem resistência do ar, nenhuma força age na horizontal (velocidade horizontal constante, MRU) e na vertical age só o peso (aceleração g constante, MUV).

V — verdadeira. O tempo de subida é o tempo para a componente vertical zerar; o voo todo é o dobro:

tvoo=2 v0yg=2×1410=2,8 st_{\text{voo}} = \frac{2\,v_{0y}}{g} = \frac{2 \times 14}{10} = 2{,}8\ \text{s}

(14 m/s é praticamente 20 sen 45∘≈14,120\,\text{sen}\,45^{\circ} \approx 14{,}1 m/s, um chute a 45°.)

Verdadeiras: I, II, IV e V.

⚠️ A armadilha: a III. O valor 9,8 m lembra a gravidade e passa a impressão de conta feita; mas com 20 m/s a 60° a bola vai a quase 35 m. Quem aceita a III cai na (A) ou na (B).

A ideia em uma frase: alcance = v₀² sen 2θ / g: máximo a 45°, igual para ângulos complementares; e o tempo de voo é 2v₀y/g.

Resposta: alternativa D (I, II, IV e V).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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