PUC-SP 2009 — questão 17 de Física

Gabarito CCinemática — queda livre: velocidade independe da massa; peso nãoVestibular de Verão · Prova objetiva
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 17 de Física do PUC-SP 2009

Enunciado em texto

[Tirinha “Casal Neuras”, de Glauco, em três quadros. 1: na porta do prédio, a mulher diz a um homem: “Obrigada por me acompanhar até a porta do prédio…”; ele responde: “…agora eu vou entrar que o meu marido é meio ciumento.” 2: uma melancia cai do alto e se espatifa na cabeça do homem. 3: da janela, o marido segura outra melancia e grita: “Se der beijinho leva outra melancia!”]

Suponha que, na tirinha acima, tenha ocorrido o “beijinho”, e na falta de outra melancia de 5kg, o marido ciumento tenha largado uma maçã de 50g. Comparando as grandezas velocidade e força peso nas duas situações, pode-se afirmar que

Considere g=9,8 m/s2g = 9{,}8\ \text{m/s}^2 e a altura da queda = 10m

(A) a velocidade seria a mesma, valendo 196m/s, mas a força peso seria diferente, valendo 10 vezes menos na queda da maçã.

(B) a velocidade seria a mesma, valendo 14m/s, mas a força peso seria diferente, valendo 10 vezes mais na queda da maçã.

(C) a velocidade seria a mesma, valendo 14m/s, mas a força peso seria diferente, valendo 100 vezes menos na queda da maçã.

(D) a força peso seria a mesma, valendo 14N, mas a velocidade de queda seria diferente, valendo 10 vezes mais na queda da maçã.

(E) a força peso seria a mesma, valendo 49N, mas a velocidade de queda seria diferente, valendo 100 vezes menos na queda da maçã.

(Enunciado e figura: Vestibular PUC-SP 2009 — PUC-SP.)

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

Resolução comentada

O que a questão pede: comparar a velocidade de chegada e o peso da melancia (5 kg) e da maçã (50 g), caindo de 10 m.

Passo 1 — a velocidade. Na queda livre (sem resistência do ar), a aceleração é g para qualquer corpo; a massa não entra. Por Torricelli, partindo do repouso:

v2=2 g h=2×9,8×10=196v^2 = 2\,g\,h = 2 \times 9{,}8 \times 10 = 196

v=14 m/sv = 14\ \text{m/s}

A mesma para a melancia e para a maçã.

Passo 2 — o peso. Esse depende da massa, P=m gP = m\,g:

Pmelancia=5×9,8=49 NP_{\text{melancia}} = 5 \times 9{,}8 = 49\ \text{N}

Pmac¸a˜=0,05×9,8=0,49 NP_{\text{maçã}} = 0{,}05 \times 9{,}8 = 0{,}49\ \text{N}

A massa da maçã é 100 vezes menor (5 000 g ÷ 50 g = 100), então o peso dela é 100 vezes menor.

⚠️ As armadilhas: parar em v2=196v^2 = 196 e esquecer a raiz (196 m/s, alternativa A); ou ler “5 kg para 50 g” como 10 vezes, em vez de 100 vezes. E as alternativas D e E repetem o erro de Aristóteles: achar que o corpo mais pesado cai mais depressa.

A ideia em uma frase: sem ar, tudo cai com a mesma aceleração e chega com a mesma velocidade; o peso é que é proporcional à massa.

Resposta: alternativa C (14 m/s para as duas; peso da maçã 100 vezes menor).

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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