PUC-SP 2023 (inverno, Parte B) — questão 14 de Física
Enunciado em texto
O que cai mais rápido, uma pena ou uma bola de boliche? Claro que, para a maioria das pessoas, a resposta imediata seria “bola de boliche”. Mas, e se alguém tivesse a ideia de fazer esse teste na maior câmara de vácuo do mundo, quem cairia mais rápido? Foi isso que o físico Brian Cox decidiu fazer na NASA's Space Power, uma câmara capaz de replicar o ambiente do espaço sideral. Ele demonstrou que os dois objetos caem praticamente ao mesmo tempo.
JULIO, Renan A. Incrível! Vídeo mostra bola de boliche e penas brancas caindo na mesma velocidade. Galileu, 5 nov. 2014. Disponível em: https://revistagalileu.globo.com/blogs/buzz/noticia/2014/11/incrivel-video-mostra-bola-de-boliche-e-penas-brancas-caindo-na-mesma-velocidade.html. Acesso em: 14 maio 2023. (adaptado).
A demonstração indicada no texto só foi possível porque, na câmara, desprezou-se o(a)
• formato da pena.
• resistência do ar.
• peso dos objetos.
• massa dos objetos.
• aceleração da gravidade.
(Enunciado: Vestibular PUC-SP 2023 (Inverno) — 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: o que deixou de agir na câmara de vácuo para que a pena e a bola caíssem juntas.
Passo 1 — a queda sem ar. Se só o peso age, a 2ª lei de Newton dá , ou seja, para qualquer corpo, leve ou pesado. Todos caem com a mesma aceleração e chegam juntos.
Passo 2 — o que muda no ar. No ar, a pena sofre uma resistência do ar enorme em comparação com o seu peso pequeno, e cai devagar; na bola de boliche a resistência do ar é desprezível perto do peso. Na câmara de vácuo o ar é retirado, a resistência do ar praticamente desaparece, e os dois caem com aceleração g.
Por que não as outras: o formato da pena continua o mesmo (ele só importa por causa do ar); o peso e a massa dos objetos não são "desprezados" (o peso é justamente a força que os faz cair); e a aceleração da gravidade continua atuando, porque a câmara está na Terra.
⚠️ A armadilha: marcar massa ou peso, achando que "no vácuo não há peso". O vácuo tira o ar, não a gravidade: os objetos continuam pesados e caem justamente porque têm peso.
A ideia em uma frase: sem ar, só o peso age e todo corpo cai com aceleração g; o que separa a pena da bola no dia a dia é a resistência do ar.
Resposta: resistência do ar (a 2ª alternativa).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.