PUC-Campinas 2006 — questão 16 de Física

Gabarito CCinemática — composição de velocidades (avião com vento lateral)Vestibular 2006 · Prova Geral (todos os cursos)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 16 de Física do PUC-Campinas 2006

Enunciado em texto

Enquanto cultura é quase sempre referência a obras literárias, sinfonias, pinturas, na Física, as relações entre grandezas exigem, quase sempre, a fixação de pontos ou sistemas de referência. Suponha que um avião próximo ao aeroporto tem, em relação ao ar, velocidade de 60 m/s; sopra, porém, um vento perpendicular à direção de vôo de intensidade 25 m/s, em relação ao solo. Em relação à pista, a velocidade do avião tem módulo, em m/s,

(A) 85

(B) 75

(C) 65

(D) 50

(E) 35

(Enunciado: Vestibular PUC-Campinas 2006, Prova Geral — PUC-Campinas.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUC-Campinas).

Resolução comentada

O que a questão pede: o módulo da velocidade do avião em relação ao solo (à pista).

Passo 1 — a composição de velocidades. A velocidade do avião em relação ao solo é a soma vetorial da velocidade do avião em relação ao ar com a velocidade do ar (vento) em relação ao solo:

v⃗solo=v⃗rel+v⃗vento\vec{v}_{\text{solo}} = \vec{v}_{\text{rel}} + \vec{v}_{\text{vento}}

Passo 2 — vetores perpendiculares. O vento é perpendicular à direção em que o avião voa em relação ao ar. Os dois vetores formam um ângulo reto, e o módulo da soma sai por Pitágoras:

v2=602+252=3 600+625v^2 = 60^2 + 25^2 = 3\,600 + 625

v=4 225=65 m/sv = \sqrt{4\,225} = 65\ \text{m/s}

Conferindo: 60, 25 e 65 são o triângulo 12-5-13 multiplicado por 5. O resultado tem de ficar entre 60 (o maior dos dois) e 85 (a soma): 65 está nesse intervalo.

⚠️ A armadilha: somar ou subtrair os módulos como se os vetores fossem paralelos: 60 + 25 = 85 (A) ou 60 − 25 = 35 (E). Isso só valeria com vento a favor ou contra.

A ideia em uma frase: velocidades se somam como vetores; perpendiculares, o módulo da soma vem de Pitágoras.

Resposta: alternativa C (65 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.

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