OBF 2025 (1ª fase, Nível I) — questão 16 de Física
Enunciado em texto
Dawid Godziek é um conhecido ciclista de estilo livre nas modalidades MTB e BMX. Ele aceitou o desafio de um fabricante de bebidas e realizou suas manobras em uma pista de BMX montada ao longo de vários vagões de um trem em movimento retilíneo e uniforme. A proeza foi filmada por uma câmera colocada na estrada, de forma a captar o movimento do trem e do atleta.
Em relação à câmera, o atleta praticamente não se movimenta na direção horizontal.
[Foto: um ciclista no ar, acima de duas rampas de BMX montadas sobre vagões de um trem; ao fundo, um campo plano e uma placa de passagem de nível.]
ref: https://www.redbull.com/int-en/dawid-godziek-interview-red-bull-bike-express
Considerando os movimentos envolvidos, é correto afirmar que:
(a) O ciclista precisa desenvolver uma velocidade horizontal em relação ao trem igual à velocidade do trem em relação ao solo, porém em sentido contrário.
(b) O ciclista precisa desenvolver uma velocidade horizontal em relação ao solo igual à velocidade do trem em relação ao solo, porém em sentido contrário.
(c) O ciclista precisa desenvolver uma velocidade horizontal em relação ao solo igual ao dobro da velocidade do trem, em sentido contrário.
(d) Em relação ao ciclista, nem o solo nem a pista se movimentam na horizontal.
(e) O ciclista não precisa pedalar; as rodas da bicicleta são impulsionadas pela pista em movimento.
(Enunciado e figura: Olimpíada Brasileira de Física 2025, 1ª fase, Nível I — SBF.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Sociedade Brasileira de Física (SBF), Olimpíada Brasileira de Física.
Resolução comentada
O que a questão pede: que velocidade o ciclista precisa ter para ficar “parado” na horizontal em relação à câmera (isto é, ao solo) enquanto o trem passa.
Passo 1 — o que diz a câmera. A câmera está parada na estrada, então ela mostra o movimento em relação ao solo. Se o atleta praticamente não se move na horizontal para a câmera, a velocidade horizontal dele em relação ao solo é zero.
Passo 2 — somar as velocidades. A velocidade do ciclista em relação ao solo é a velocidade dele em relação ao trem mais a velocidade do trem em relação ao solo. Chamando de a velocidade do trem (para frente):
Ou seja: em relação ao trem, ele precisa pedalar com velocidade de mesmo valor que a do trem, mas para trás. É como andar numa esteira de academia: você anda para frente na esteira e fica parado em relação à sala.
Por que não as outras: (B) e (C) dão velocidade em relação ao solo diferente de zero, e aí a câmera o veria passar; (D) em relação ao ciclista o solo está parado, mas a pista (o trem) se move com velocidade ; (E) a pista o leva para frente junto com o trem, que é justamente o que ele precisa compensar pedalando para trás.
⚠️ A armadilha: marcar (B), confundindo os referenciais. A velocidade igual e contrária à do trem é medida em relação ao trem; em relação ao solo, a velocidade dele é zero.
A ideia em uma frase: para ficar parado em relação ao chão sobre um trem em movimento, ande sobre ele para trás com a mesma rapidez do trem.
Resposta: alternativa A (velocidade em relação ao trem igual à do trem, em sentido contrário).
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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