São Camilo 2023 (2º semestre) — questão 31 de Física

Gabarito ECinemática — movimento relativo e MUV (reabastecimento em voo)Medicina · 2º semestre · Prova II · Versão 1

Enunciado da questão 31 de Física do São Camilo 2023 (2º semestre) — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

O abastecimento de aviões de caça pode ser realizado em pleno voo, como mostra a figura, em que dois desses aviões recebem combustível após se conectarem às mangueiras de um avião-tanque.

[Foto: um grande avião-tanque, acima das nuvens, com duas mangueiras estendidas para trás; na ponta de cada mangueira está conectado um avião de caça.]

(www.cavok.com.br)

Para que um avião de caça conecte-se ao bocal da mangueira de abastecimento de um avião-tanque, inicialmente, esses aviões devem se alinhar em um voo reto, horizontal e de velocidades iguais e constantes, ficando o avião de caça posicionado 100 m atrás do bocal da mangueira de abastecimento. Em seguida, o avião de caça deve acelerar uniformemente por 10 s até engatar-se ao bocal da mangueira de abastecimento para, a partir daí, poder receber o combustível necessário. A aceleração desenvolvida pelo avião de caça até eliminar o distanciamento de 100 m, no tempo de 10 s, é

(A) $0{,}5\ \text{m/s}^2$ .

(B) $1{,}0\ \text{m/s}^2$ .

(D) $2{,}5\ \text{m/s}^2$ .

(E) $2{,}0\ \text{m/s}^2$ .

(Enunciado e figura: Vestibular São Camilo 2023 (2º semestre), Medicina, Prova II — São Camilo/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário São Camilo e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a aceleração constante que o caça precisa ter para tirar uma desvantagem de 100 m em 10 s.

Passo 1 — olhar do avião-tanque. No começo, os dois aviões têm a mesma velocidade. Então, para quem está no avião-tanque, o caça está parado 100 m atrás. Quando o caça acelera, ele sai do repouso (em relação ao tanque) com aceleração a, e o tanque, que segue com velocidade constante, não acelera: a aceleração relativa é a própria aceleração do caça.

Passo 2 — MUV partindo do repouso. Em relação ao tanque, o caça percorre 100 m em 10 s a partir do repouso:

$d = \frac{a\,t^2}{2} \;\Rightarrow\; 100 = \frac{a \times 10^2}{2}$

$a = \frac{2 \times 100}{100} = 2{,}0\ \text{m/s}^2$

Conferindo pelo solo: se a velocidade comum é v, em 10 s o tanque anda 10v e o caça anda $10v + \frac{2 \times 10^2}{2} = 10v + 100$ m. O caça anda exatamente 100 m a mais: a distância some.

⚠️ A armadilha: esquecer o “dividido por 2” do MUV. Fazendo $a = d/t^2 = 100/100$ , ou calculando “velocidade média” 100/10 = 10 m/s e dividindo de novo por 10 s, sai 1,0 m/s², a alternativa B. Partindo do repouso, a velocidade média é só metade da velocidade final.

A ideia em uma frase: no referencial do avião-tanque, o caça parte do repouso e cobre 100 m em 10 s: d = at²/2 dá a = 2 m/s².

Resposta: alternativa E ( $2{,}0\ \text{m/s}^2$ ).

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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São Camilo 2023 (2º semestre) — questão 31 de Física

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