EEAR 2025 (CFS 2) — questão 69 de Física

Gabarito CCinemática — lançamento oblíquo e lançamento vertical para baixoExame de Admissão ao CFS 2/2025 · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 69 de Física do EEAR 2025 (CFS 2)

Enunciado em texto

Um corpo A foi lançado do solo com velocidade inicial de 100 m/s, a partir de um ponto X e formando com a horizontal um ângulo de 30°, realizando um movimento oblíquo, atingindo uma altura máxima h e alcançando um ponto Y no solo. Outro corpo B, idêntico ao corpo A, iniciou um lançamento vertical para baixo a partir de uma altura H, exatamente no mesmo instante que o corpo A foi lançado, ambos atingindo o solo exatamente no mesmo instante e no mesmo ponto Y, conforme mostrado na figura a seguir. Sabendo que o valor da altura H é cinco vezes maior que h, qual o valor da velocidade, em m/s, que o corpo B iniciou o movimento de lançamento vertical, para que os dois corpos chegassem ao mesmo tempo no ponto Y?

Adote a intensidade da aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s2\text{m/s}^2 e despreze a resistência do ar.

[Figura: o corpo A parte do ponto X, no solo, com velocidade v⃗\vec{v} inclinada; descreve um arco de parábola, com altura máxima h (marcada por uma linha tracejada vertical no meio), e cai no ponto Y. Acima de Y, na mesma vertical, está o corpo B, a uma altura H do solo (linha tracejada de B até Y).]

a) 0

b) 10

c) 12,5

d) 114,5

(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 2/2025 — EEAR.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade inicial de B para que ele caia de H no mesmo tempo que A leva para ir de X a Y.

Passo 1 — o lançamento de A. Só a componente vertical da velocidade importa para o tempo e para a altura:

v0y=100 sen 30∘=50 m/sv_{0y} = 100\,\text{sen}\,30^{\circ} = 50\ \text{m/s}

Tempo de subida: 50/10=550/10 = 5 s; tempo total no ar: 10 s. Altura máxima (Torricelli na vertical):

h=v0y22g=250020=125 mh = \frac{v_{0y}^2}{2g} = \frac{2500}{20} = 125\ \text{m}

Passo 2 — a altura de B: H = 5h = 625 m.

Passo 3 — o lançamento de B. Ele cai 625 m em 10 s, com velocidade inicial para baixo v0v_0 e aceleração g:

H=v0 t+g t22H = v_0\,t + \frac{g\,t^2}{2}

625=10 v0+5×100625 = 10\,v_0 + 5 \times 100

v0=625−50010=12,5 m/sv_0 = \frac{625 - 500}{10} = 12{,}5\ \text{m/s}

Conferindo: em queda livre (v₀ = 0), em 10 s B cairia só 500 m. Como precisa cair 625 m no mesmo tempo, tem de ser lançado para baixo com alguma velocidade: por isso a (A), zero, não serve.

⚠️ A armadilha: usar só o tempo de subida (5 s) como se fosse o tempo de voo. Aí 625=5 v0+125625 = 5\,v_0 + 125 e v0=100v_0 = 100 m/s, que nem está nas alternativas. O tempo de voo é o dobro do de subida.

A ideia em uma frase: o elo entre os dois corpos é o tempo: tire do lançamento oblíquo o tempo de voo e a altura máxima, depois use a função horária da queda de B.

Resposta: alternativa C (12,5 m/s).

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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