OBF 2025 (1ª fase, Nível I) — questão 9 de Física
Enunciado em texto
Um estudante de Física está viajando de avião em uma cabine pressurizada. O voo está em um trecho retilíneo, sem turbulência, quando o piloto informa que a velocidade do avião é de 850 km/h.
Na mesinha à sua frente, há um copo com água pela metade, cuja superfície funciona como um nível. Usando essa superfície como um instrumento de medida, o estudante percebe que a situação é idêntica à que teria se o avião estivesse em repouso.
Considere agora as seguintes mudanças, cada uma realizada em um intervalo de poucos segundos:
I. O avião mantém sua trajetória retilínea, mas aumenta sua rapidez de 850 km/h para 900 km/h.
II. O avião mantém sua rapidez, mas começa a fazer uma curva.
III. O avião mantém sua rapidez e trajetória, mas ajusta ligeiramente a pressão interna da cabine.
As mudanças que podem ser percebidas pelo estudante através da inclinação da superfície da água no copo são:
(a) Apenas I
(b) Apenas II
(c) Apenas III
(d) I e II
(e) I e III
(Enunciado: 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: quais mudanças fazem a água do copo inclinar.
Passo 1 — por que a 850 km/h nada acontece. Em linha reta e com velocidade constante, o avião não tem aceleração. Nessa situação, tudo dentro dele (copo, água, passageiro) se comporta exatamente como se o avião estivesse parado: é o princípio da inércia. Por isso a água fica nivelada, e não há como saber a velocidade só olhando o copo.
Passo 2 — o que a água “sente”. A superfície da água inclina quando o avião acelera, isto é, quando a velocidade muda em valor ou em direção. Por inércia, a água tende a continuar como estava e “fica para trás” (ou “para fora”) em relação ao copo, que está sendo empurrado junto com o avião.
Passo 3 — mudança I. Passar de 850 para 900 km/h em poucos segundos é uma aceleração para frente. A água se acumula no lado de trás do copo e a superfície inclina. Percebe.
Passo 4 — mudança II. Fazer curva, mesmo com rapidez constante, muda a direção da velocidade: também é aceleração (apontando para o centro da curva). A água tende a seguir reto e se acumula no lado de fora da curva. Percebe.
Passo 5 — mudança III. Mudar um pouco a pressão do ar na cabine empurra a superfície da água por igual, em todos os pontos. Não há nenhum lado “preferido”, então a superfície não inclina. Não percebe.
Um detalhe: num avião de verdade, o piloto inclina as asas na curva, e a mesinha inclina junto com o avião; nessa curva “bem feita”, a água fica paralela à mesinha e o passageiro quase não nota a curva olhando o copo. A questão trata a ideia básica: curva é aceleração, e aceleração pode ser detectada.
⚠️ A armadilha: achar que, como a rapidez não muda na curva, “nada mudou”, e marcar (A). Velocidade tem direção; mudar a direção já é acelerar.
A ideia em uma frase: dentro de um veículo, você não sente a velocidade, sente a aceleração: mudança de rapidez ou de direção.
Resposta: alternativa D (I e II).
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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