UEL 2011 — questão 60 de Física

Enunciado em texto
No circuito automobilístico de Spa Francorchamps, na Bélgica, um carro de Fórmula 1 sai da curva Raidillion e, depois de uma longa reta, chega à curva Les Combes.
[Figura 19: traçado do circuito, visto de cima, com a curva “Raidillion” marcada à esquerda e a curva “Les Combes” marcada à direita, ligadas por um longo trecho reto no alto do desenho.]
Figura 19: Circuito automobilístico de Spa Francorchamps
A telemetria da velocidade versus tempo do carro foi registrada e é apresentada no gráfico a seguir.
[Gráfico: Velocidade (m/s), de 40 a 100, × Tempo (s), de 0 a 25. Segmentos de reta ligando os pontos (0 s; 70 m/s), (2 s; 75 m/s), (5 s; 90 m/s), (23 s; 90 m/s) e (24 s; 50 m/s).]
Qual das alternativas a seguir contém o gráfico que melhor representa a aceleração do carro de F-1 em função deste mesmo intervalo de tempo?
a) [Gráfico: Aceleração (m/s²) × Tempo (s), em degraus: 5 m/s² de 0 a 2 s; 20 m/s² de 2 a 5 s; 30 m/s² de 5 a 23 s; 0 de 23 a 24 s.]
b) [Gráfico: Aceleração (m/s²) × Tempo (s), em degraus: 5 m/s² de 0 a 2 s; −10 m/s² de 2 a 5 s; 0 de 5 a 23 s; −40 m/s² de 23 a 24 s.]
c) [Gráfico: Aceleração (m/s²) × Tempo (s), em degraus: −10 m/s² de 0 a 2 s; −20 m/s² de 2 a 5 s; 0 de 5 a 23 s; 5 m/s² de 23 a 24 s.]
d) [Gráfico: Aceleração (m/s²) × Tempo (s), em degraus: cerca de 2,5 m/s² de 0 a 2 s; 5 m/s² de 2 a 5 s; 0 de 5 a 23 s; −40 m/s² de 23 a 24 s.]
e) [Gráfico: Aceleração (m/s²) × Tempo (s), em degraus: 0 de 0 a 2 s; −10 m/s² de 2 a 5 s; 20 m/s² de 5 a 23 s; 40 m/s² de 23 a 24 s.]
(Enunciado e figura: Vestibular UEL 2011, 1ª fase — COPS/UEL.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Londrina (UEL) e à sua Coordenadoria de Processos Seletivos (COPS/UEL).
Resolução comentada
O que a questão pede: transformar o gráfico de velocidade em gráfico de aceleração.
Passo 1 — a regra. Em cada trecho reto do gráfico v × t, a aceleração é constante e igual à inclinação da reta:
Passo 2 — trecho a trecho:
Passo 3 — comparar. Degraus de 2,5, 5, 0 e −40 m/s²: é o gráfico da alternativa D. Faz sentido com a pista: o carro acelera saindo da Raidillion, anda na reta com velocidade constante e freia forte para entrar na Les Combes.
Por que não as outras: (A) põe aceleração de 30 m/s² justamente no trecho em que a velocidade é constante; (B) e (C) erram o sinal dos primeiros trechos, em que o carro ganha velocidade; (E) dá aceleração positiva na freada.
⚠️ A armadilha: “copiar o desenho” do gráfico de velocidade, achando que velocidade alta significa aceleração alta. É o que faz a alternativa A. No trecho de 5 s a 23 s o carro está rápido (90 m/s), mas a velocidade não muda: a aceleração é zero.
A ideia em uma frase: a aceleração é a inclinação do gráfico v × t: reta subindo dá aceleração positiva, reta horizontal dá zero, reta descendo dá negativa.
Resposta: alternativa D (2,5; 5; 0; −40 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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.