PUC-PR 2018 — questão 35 de Física
Enunciado em texto
Considere a situação a seguir.
Um objeto de massa m é lançado a partir de uma altura em relação a um plano horizontal (solo), com uma velocidade de módulo v que forma um ângulo θ em relação à horizontal. O objeto atinge uma altura máxima H em relação ao solo, caindo a uma distância A em relação à vertical do ponto de lançamento.
Sendo a aceleração gravitacional local constante e igual a g, e considerando que ao longo do movimento a única força atuante no objeto é o seu peso, é CORRETO afirmar que
(A) no ponto de altura máxima, a energia cinética do objeto é nula.
(B) em nenhum ponto da trajetória o objeto possui aceleração centrípeta, já que sua trajetória é parabólica, e não circular.
(C) a variação da energia cinética do objeto entre duas posições de sua trajetória é igual ao trabalho realizado pela força peso entre essas mesmas posições.
(D) o alcance horizontal depende do ângulo θ de lançamento, tendo seu valor máximo para θ=45° qualquer que seja o valor de .
(E) o módulo do vetor quantidade de movimento do objeto varia ao longo do movimento, tendo seu valor máximo no instante em que o objeto atinge a altura H.
(Enunciado: Vestibular PUCPR 2018 (Verão) — PUCPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: a afirmação correta sobre um lançamento oblíquo feito de uma altura .
(C) — correta. Pelo teorema da energia cinética, a variação da energia cinética entre duas posições é o trabalho da resultante. Como a única força é o peso, a resultante é o peso: .
(A) — errada. No ponto mais alto, a velocidade vertical é zero, mas a horizontal () continua. A energia cinética lá é , que só seria nula num lançamento vertical.
(B) — errada. Toda trajetória curva tem aceleração centrípeta (a componente da aceleração perpendicular à velocidade). No ponto mais alto, por exemplo, g é toda perpendicular à velocidade: é inteiramente centrípeta.
(D) — errada. O alcance máximo em 45° só vale quando o objeto cai na mesma altura de onde saiu (). Lançando de uma altura acima do solo, o melhor ângulo é menor que 45°.
(E) — errada. O módulo da quantidade de movimento varia, sim, mas é mínimo na altura máxima (onde a velocidade é só a horizontal) e máximo ao chegar ao solo, o ponto mais baixo.
⚠️ A armadilha: marcar (D) por lembrar a regra dos 45°. Ela é para lançamentos que começam e terminam na mesma altura; aqui o lançamento parte de .
A ideia em uma frase: com só o peso agindo, a energia cinética varia exatamente o trabalho do peso; e no topo do lançamento oblíquo a velocidade nunca zera.
Resposta: alternativa C (ΔEc igual ao trabalho do peso).
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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