UEA 2017 — questão 61 de Física

Gabarito ACinemática — queda livre e equação de TorricelliVestibular · Prova I · Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 61 de Física do UEA 2017

Enunciado em texto

Um corpo é abandonado em queda livre e, em seu movimento descendente, passa pelo ponto A com velocidade de 2 m/s e pelo ponto B com velocidade de 8 m/s, conforme a figura.

[Figura: uma esfera passa pelo ponto A e, mais abaixo, na mesma vertical tracejada, pelo ponto B. Uma seta vertical para baixo indica g⃗\vec{g}. Ao lado, uma cota vertical d marca a distância entre A e B.]

Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s2^2, a distância d entre os pontos A e B é

(A) 3 m.

(B) 6 m.

(C) 7 m.

(D) 4 m.

(E) 5 m.

(Enunciado e figura: Vestibular UEA 2017, Prova de Conhecimentos Gerais — UEA/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Amazonas (UEA) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a distância entre os pontos A e B, sabendo as velocidades nos dois pontos.

Passo 1 — escolher a equação. O movimento é uniformemente acelerado (a = g) e a questão não fala de tempo. A equação que liga velocidades e deslocamento sem o tempo é a de Torricelli:

vB2=vA2+2 g dv_B^2 = v_A^2 + 2\,g\,d

Passo 2 — substituir:

82=22+2⋅10⋅d8^2 = 2^2 + 2 \cdot 10 \cdot d

64=4+20 d64 = 4 + 20\,d

d=6020=3 md = \frac{60}{20} = 3\ \text{m}

Conferindo pelo tempo: de 2 m/s a 8 m/s, com g = 10 m/s², passam Δt=6/10=0,6\Delta t = 6/10 = 0{,}6 s. A velocidade média no trecho é (2 + 8)/2 = 5 m/s, e 5 · 0,6 = 3 m.

⚠️ A armadilha: esquecer que o corpo já passa por A com 2 m/s e usar v2=2gdv^2 = 2gd só com a velocidade em B: 64 = 20d dá 3,2 m, que não está entre as opções. Outro erro é subtrair as velocidades antes de elevar ao quadrado: (8 − 2)² = 36 dá d = 1,8 m.

A ideia em uma frase: sem tempo no problema, Torricelli resolve: a diferença dos quadrados das velocidades é 2gd.

Resposta: alternativa A (3 m).

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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