UEA 2021 — questão 65 de Física
Enunciado em texto
A Sibipiruna é uma árvore que produz frutos em formato de vagem, como os da imagem. Quando maduros, esses frutos estouram, lançando suas sementes para longe da árvore.
[Foto: galhos de uma Sibipiruna com muitas vagens secas, claras e achatadas, penduradas entre as folhas.]
(“Os 6 frutos mais curiosos da Mata Atlântica”. https://ciclovivo.com.br. Adaptado.)
Em um local onde g = 10 m/s, a 50 m de distância do tronco vertical de uma Sibipiruna e no mesmo plano horizontal, encontra-se um biólogo. Ele escuta o rompimento de um dos frutos e logo em seguida vê uma semente atingir o solo bem ao lado de seu pé.
[Figura: à esquerda, uma árvore; no centro da copa, a “Semente” sai com velocidade horizontal v = 25 m/s, para a direita, a uma altura h acima do chão (h indicada por uma seta vertical junto ao tronco). Uma trajetória tracejada curva desce até o pé do “Biólogo”, à direita. Embaixo, a distância horizontal do tronco ao biólogo: 50 m.]
Considerando que a semente foi ejetada de um fruto do centro da copa da árvore com uma velocidade horizontal de 25 m/s, esse biólogo estima que a altura (h) do fruto que lançou a semente para o lado de seu pé é de
(A) 20 m.
(B) 10 m.
(C) 15 m.
(D) 25 m.
(E) 30 m.
(Enunciado e figura: 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: a altura de onde a semente foi lançada horizontalmente, sabendo que ela andou 50 m na horizontal.
Passo 1 — separar os movimentos. No lançamento horizontal (sem resistência do ar), a horizontal é movimento uniforme com 25 m/s, e a vertical é queda livre a partir do repouso. Os dois duram o mesmo tempo.
Passo 2 — o tempo, pela horizontal:
Passo 3 — a altura, pela vertical:
Conferindo: em 2 s de queda, a semente chega ao chão com velocidade vertical de 20 m/s; a velocidade média vertical foi 10 m/s, e 10 m/s × 2 s = 20 m.
⚠️ A armadilha: esquecer o 1/2 em e achar 40 m (que nem está nas opções), ou achar que a velocidade horizontal de 25 m/s muda o tempo de queda: não muda, o tempo só depende da altura.
A ideia em uma frase: no lançamento horizontal, a horizontal dá o tempo e a vertical, com esse tempo, dá a altura.
Resposta: alternativa A (20 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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