FCM-MG 2023 (2º semestre) — questão 44 de Física

Enunciado em texto
É o nível de competitividade que tornou-se comum na carreira de Wallace, paratleta de arremesso de peso, que foi o número 1 do ranking mundial em 2021 e em 2022 apareceu em segundo lugar. Outro dado no seu currículo é o recorde na Paralimpíada de Tóquio 2020, quando atingiu a marca de 12,63 metros.
FABER, G.; BRUM, M. Wallace Santos, estrela do paratletismo, mira o topo: “Quero bater o recorde e ser campeão mundial”. Disponível em: https://esportes.yahoo.com/noticias/wallace-santos-estrela-do-paratletismo-mira-o-topo-quero-bater-o-recorde-e-ser-campeao-mundial-071216907.html. Acesso em: 31 jan. 2023.
Desconsiderando-se a altura inicial do lançamento e sendo g = 9,807 m/s² a aceleração da gravidade, a velocidade mínima, em m/s, com a qual Wallace lançou o peso para garantir a quebra do recorde foi aproximadamente igual a
(A) 5.
(B) 8.
(C) 11.
(D) 16.
(Enunciado: Vestibular FCM-MG 2023 (2º semestre), Medicina — FCM-MG.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Ciências Médicas de Minas Gerais (FCM-MG).
Resolução comentada
O que a questão pede: a menor velocidade de lançamento capaz de levar o peso a 12,63 m.
Passo 1 — o alcance. Lançando do chão com velocidade v e ângulo θ, sem resistência do ar, o alcance horizontal é:
Passo 2 — a velocidade mínima. Para um alcance fixo, a velocidade é a menor possível quando sen 2θ é máximo, isto é, sen 2θ = 1 (θ = 45°):
⚠️ A armadilha: usar a fórmula da queda livre ou esquecer o ângulo ótimo. Com 30° ou 60°, por exemplo, sen 2θ ≈ 0,87 e a velocidade necessária seria maior (cerca de 12 m/s); a mínima é a de 45°.
A ideia em uma frase: do chão, o maior alcance para uma dada velocidade é a 45°, e então A = v²/g.
Resposta: alternativa C (cerca de 11 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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.