Insper 2020 (Engenharias) — questão 1 de Física

Enunciado em texto

Considere um trem que se desloca horizontalmente, em movimento retilíneo e uniforme, com velocidade $v_t$ em relação aos trilhos. No interior de um dos vagões desse trem, um objeto é lançado de uma altura h, com velocidade $v_0$, na mesma direção e sentido da velocidade do trem. Após certo tempo, o objeto atinge o piso desse vagão a uma distância horizontal L em relação à projeção vertical do ponto de lançamento, como mostra a figura. Tanto a altura h quanto a velocidade $v_0$ são tomadas em relação ao piso do vagão.

[Figura: um vagão sobre os trilhos, com a seta $\vec{v}_t$ acima dele apontando para a direita. Dentro do vagão, o objeto, a uma altura h do piso, é lançado horizontalmente para a direita com velocidade $\vec{v}_0$ e descreve um arco de parábola até o piso, a uma distância horizontal L da vertical do ponto de lançamento.]

Desprezando os efeitos da resistência do ar, se a velocidade do trem for igual a $2v_t$, horizontal, constante e em relação aos trilhos, e se o objeto for lançado do mesmo ponto e com a mesma velocidade $v_0$ em relação ao piso do vagão, na mesma direção e sentido do movimento do trem, o objeto atingirá o piso do vagão a uma distância horizontal em relação à projeção vertical do ponto de lançamento igual a

(A) 4L

(B) L

(C) $\dfrac{L}{4}$

(D) $\dfrac{L}{2}$

(E) 2L

(Enunciado e figura: Vestibular Insper 2020 (1º semestre, Engenharias) — Insper.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Insper Instituto de Ensino e Pesquisa.