Santa Casa 2023 — questão 62 de Física

Gabarito CCinemática — distância de frenagem (MU + MUV, equação de Torricelli)Medicina · Prova de Conhecimentos Gerais · Versão 3
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 62 de Física do Santa Casa 2023

Enunciado em texto

A distância de frenagem é a mínima distância que um veículo percorre para conseguir parar completamente antes de atingir um obstáculo. Essa distância é a soma da distância de reação, que é a distância percorrida entre o instante que o condutor avista o obstáculo e o instante em que aciona o sistema de freios do veículo, com a distância de parada, que é a distância percorrida pelo veículo após o acionamento dos freios até sua parada total. A figura representa a distância de frenagem típica para um automóvel que trafega com velocidade de 112 km/h, que corresponde a, aproximadamente, 30 m/s.

[Figura: uma placa de velocidade “112 km/h” seguida de uma barra horizontal dividida em duas partes: uma azul, curta, com “~21 m”, e uma laranja, mais longa, com “~75 m”; depois, em destaque, “~96 m”. Legendas embaixo: velocidade; distância de reação + distância de parada = distância de frenagem.]

Considerando que o veículo percorra a distância de reação em movimento uniforme e a distância de parada em movimento uniformemente variado, a aceleração escalar do veículo, durante a distância de parada, é de, aproximadamente,

(A) 2,5 m/s22{,}5\ \text{m/s}^2.

(B) 12,0 m/s212{,}0\ \text{m/s}^2.

(C) 6,0 m/s26{,}0\ \text{m/s}^2.

(D) 7,5 m/s27{,}5\ \text{m/s}^2.

(E) 4,7 m/s24{,}7\ \text{m/s}^2.

(Enunciado e figura: Vestibular Santa Casa 2023, Prova de Conhecimentos Gerais — FCMSCSP/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo (FCMSCSP) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a desaceleração do carro só no trecho em que ele freia, os cerca de 75 m da distância de parada.

Passo 1 — separar os trechos. Nos ~21 m de reação o motorista ainda não freou: o carro segue a 30 m/s constantes (MU). A frenagem começa no trecho de ~75 m, em que a velocidade cai de 30 m/s a zero com aceleração constante (MUV).

Passo 2 — Torricelli no trecho de parada. Não temos o tempo, mas temos velocidades e distância:

v2=v02+2 a Δsv^2 = v_0^2 + 2\,a\,\Delta s

0=302+2 a⋅750 = 30^2 + 2\,a \cdot 75

a=−900150=−6,0 m/s2a = -\frac{900}{150} = -6{,}0\ \text{m/s}^2

O sinal negativo só indica que o carro está freando. Em módulo, a aceleração é de 6,0 m/s².

Conferindo: o carro leva 30/6=530/6 = 5 s para parar, com velocidade média de 15 m/s: 15×5=7515 \times 5 = 75 m. Fecha. (E o tempo de reação foi de 21/30=0,721/30 = 0{,}7 s.)

⚠️ As armadilhas: usar a distância de frenagem inteira, 96 m: 900/192≈4,7900/192 \approx 4{,}7 m/s², a alternativa E. Mas nos 21 m de reação o carro não freou. Ou esquecer o 2 de Torricelli: 900/75=12900/75 = 12 m/s², a alternativa B.

A ideia em uma frase: a frenagem só começa depois do tempo de reação: aplique Torricelli apenas na distância de parada.

Resposta: alternativa C (6,0 m/s²).

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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