PUC-RS 2012 (inverno) — questão 3 de Física
Enunciado em texto
É possível, para um praticante de surfe a vela (windsurf) numa lagoa sem ondas, deslocar-se com sua prancha a vela numa velocidade de módulo superior ao módulo da velocidade do vento que incide na vela?
(A) Não, pois o vento não teria como impactar a vela.
(B) Não, pois o atrito com o ar e a água seria muito grande.
(C) Não, pois a massa total do sistema (pessoa+prancha+vela) seria certamente maior do que a massa do ar atingindo a vela.
(D) Sim, pois o vento, quando atinge a vela, transfere quantidade de movimento e não velocidade.
(E) Sim, desde que a pessoa incline o seu corpo para frente.
(Enunciado: Concurso Vestibular PUC-RS 2012 (Inverno) — PUCRS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).
Resolução comentada
O que a questão pede: se a prancha pode andar mais rápido que o vento, e por quê.
Passo 1 — o que o vento entrega. O ar que bate na vela muda de direção e de rapidez: perde quantidade de movimento, e essa quantidade de movimento passa para a vela (o impulso da força do ar sobre ela). A força é a taxa de transferência de quantidade de movimento, . O vento não “empresta” a sua velocidade à prancha; ele exerce uma força.
Passo 2 — força contínua pode levar a velocidade alta. Enquanto houver força a favor maior que as resistências, a prancha continua ganhando velocidade. Nada na lei de Newton limita essa velocidade à do vento.
Passo 3 — como isso acontece na prática. Navegando de lado ou em diagonal ao vento, a vela funciona como uma asa: o vento aparente (o que o velejador sente) continua batendo na vela mesmo quando a prancha anda mais rápido que o vento real, e a quilha impede a prancha de derivar de lado. É assim que pranchas e barcos de competição chegam a superar a velocidade do vento.
Por que não as outras: (A) o vento atinge a vela, claro; (B) o atrito existe, mas não impede por princípio; (C) a massa maior do sistema não limita a velocidade, só a rapidez com que ela é ganha; (E) inclinar o corpo ajuda o equilíbrio, mas não é a explicação física.
⚠️ A armadilha: pensar que “ninguém empurrado pelo vento anda mais rápido que ele”. Isso vale para quem vai exatamente na direção do vento, com a vela de costas para ele; o que o vento transfere é quantidade de movimento, por meio de uma força.
A ideia em uma frase: o vento entrega quantidade de movimento (força), não velocidade; com força contínua, a prancha pode passar da velocidade do vento.
Resposta: alternativa D.
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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