FUVEST 2011 — questão 11 de Física

Gabarito ECinemática — lançamento horizontal (inércia da bola solta em movimento)1ª fase · Caderno V

Enunciado da questão 11 de Física do FUVEST 2011 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Uma menina, segurando uma bola de tênis, corre com velocidade constante, de módulo igual a 10,8 km/h, em trajetória retilínea, numa quadra plana e horizontal. Num certo instante, a menina, com o braço esticado horizontalmente ao lado do corpo, sem alterar o seu estado de movimento, solta a bola, que leva 0,5 s para atingir o solo. As distâncias $s_m$ e $s_b$ percorridas, respectivamente, pela menina e pela bola, na direção horizontal, entre o instante em que a menina soltou a bola ( $t = 0$ s) e o instante $t = 0{,}5$ s, valem:

a) $s_m = 1{,}25$ m e $s_b = 0$ m.

b) $s_m = 1{,}25$ m e $s_b = 1{,}50$ m.

c) $s_m = 1{,}50$ m e $s_b = 0$ m.

d) $s_m = 1{,}50$ m e $s_b = 1{,}25$ m.

e) $s_m = 1{,}50$ m e $s_b = 1{,}50$ m.

Note e adote: Desconsiderar efeitos dissipativos.

(Enunciado: Vestibular FUVEST 2011, 1ª fase, prova V — Fuvest/USP.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à FUVEST.

Resolução comentada

O que a questão pede: quanto a menina e a bola andam na horizontal durante os 0,5 s de queda.

Passo 1 — a velocidade em m/s:

$v = \frac{10{,}8}{3{,}6} = 3{,}0\ \text{m/s}$

Passo 2 — a menina. Ela continua com velocidade constante:

$s_m = v\,t = 3{,}0 \times 0{,}5 = 1{,}50\ \text{m}$

Passo 3 — a bola. No instante em que é solta, a bola tem a mesma velocidade horizontal da menina, 3,0 m/s. Depois disso, a única força sobre ela é o peso, que é vertical (não há resistência do ar). Então, na horizontal, a bola continua com 3,0 m/s por inércia. É um lançamento horizontal:

$s_b = 3{,}0 \times 0{,}5 = 1{,}50\ \text{m}$

A bola cai sempre ao lado da mão da menina, que continua correndo junto com ela.

Conferindo: o número 1,25 m que aparece nas alternativas é a altura da queda, $\tfrac{1}{2}gt^2 = 5 \times 0{,}25 = 1{,}25$ m. Não é distância horizontal de ninguém.

⚠️ A armadilha: achar que a bola solta “cai reta”, parada na horizontal, e marcar a (C). Ela só cairia reta para quem estivesse correndo junto; para quem está parado no chão, ela descreve uma parábola e avança 1,50 m.

A ideia em uma frase: objeto solto de algo em movimento mantém a velocidade horizontal que tinha: anda junto com quem o soltou.

Resposta: alternativa E ( $s_m = s_b = 1{,}50$ m).

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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