UEA 2021 — questão 61 de Física
Enunciado em texto
A Nasa Space Power Facility é um laboratório que possui a maior câmara de vácuo do mundo. No interior dessa câmara foi conduzido um experimento utilizando uma bola de boliche e uma pena. Ambas foram erguidas a uma mesma altura e a câmara foi evacuada. Após esse procedimento, em ausência de ar, a bola de boliche e a pena foram abandonadas simultaneamente.
(www.nasa.gov. Adaptado.)
Ao final desse experimento, observou-se que
(A) a bola e a pena atingiram o solo simultaneamente.
(B) a bola atingiu o solo primeiro por ter massa maior que a da pena, mesmo com a ausência de ar.
(C) a pena, por ser menor que a bola, atingiu o solo primeiro.
(D) a pena permaneceu parada onde estava e a bola atingiu o solo.
(E) a pena e a bola adquiriram uma aceleração, durante a queda, menor do que a da gravidade local.
(Enunciado: Vestibular UEA 2021, 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: o que acontece quando uma bola de boliche e uma pena caem juntas, da mesma altura, sem ar.
Passo 1 — a única força. Sem ar, não há resistência do ar nem empuxo: a única força em cada corpo é o peso. Pela segunda lei de Newton:
A massa se cancela: os dois corpos caem com a mesma aceleração, a da gravidade local, qualquer que seja a massa ou o tamanho.
Passo 2 — o tempo de queda. Saindo do repouso, da mesma altura h, com a mesma aceleração g:
O tempo não depende da massa: bola e pena chegam juntas ao chão.
Por que não as outras: (B) é a ideia de Aristóteles, que Galileu derrubou: a massa maior tem peso maior, mas também mais inércia, e a aceleração sai igual; (C) o tamanho só importaria com ar; (D) a pena tem peso, então cai; (E) sem ar, a aceleração é exatamente g.
⚠️ A armadilha: a (B). No dia a dia a pena cai devagar por causa da resistência do ar, não por ser leve. Tirado o ar, a diferença some.
A ideia em uma frase: no vácuo, todos os corpos caem com a mesma aceleração g, e da mesma altura chegam juntos.
Resposta: alternativa A (atingiram o solo simultaneamente).
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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