UEL 2015 — questão 55 de Física
Enunciado em texto
Leia o texto IV a seguir e responda às questões 55 e 56.
Texto IV
Nas origens do estudo sobre o movimento, o filósofo grego Aristóteles (384/383-322 a.C.) dizia que tudo o que havia no mundo pertencia ao seu lugar natural. De acordo com esse modelo, a terra apresenta-se em seu lugar natural abaixo da água, a água abaixo do ar, e o ar, por sua vez, abaixo do fogo, e acima de tudo um local perfeito constituído pelo manto de estrelas, pela Lua, pelo Sol e pelos demais planetas. Dessa forma, o modelo aristotélico explicava o motivo pelo qual a chama da vela tenta escapar do pavio, para cima, a areia cai de nossas mãos ao chão, e o rio corre para o mar, que se encontra acima da terra. A mecânica aristotélica também defendia que um corpo de maior quantidade de massa cai mais rápido que um corpo de menor massa, conhecimento que foi contrariado séculos depois, principalmente pelos estudos realizados por Galileu, Kepler e Newton.
Com o avanço do conhecimento científico acerca da queda livre dos corpos, assinale a alternativa que indica, corretamente, o gráfico de deslocamento versus tempo que melhor representa esse movimento em regiões onde a resistência do ar é desprezível.
a) [Gráfico y (m) × t (s): curva que parte de um valor alto no eixo y e desce, cada vez mais devagar (concavidade para cima), aproximando-se do eixo t.]
b) [Gráfico y (m) × t (s): curva que parte da origem e sobe cada vez mais depressa (concavidade para cima), ficando quase vertical no fim.]
c) [Gráfico y (m) × t (s): reta que parte da origem e sobe com inclinação constante.]
d) [Gráfico y (m) × t (s): reta que parte de um valor no eixo y e desce com inclinação constante até tocar o eixo t.]
e) [Gráfico y (m) × t (s): curva que parte de um valor no eixo y, começa horizontal e desce cada vez mais depressa (concavidade para baixo) até tocar o eixo t.]
(Enunciado e figura: Vestibular UEL 2015, 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: a forma do gráfico deslocamento × tempo de um corpo em queda livre, sem resistência do ar.
Passo 1 — o tipo de movimento. Sem resistência do ar, a única força é o peso; o corpo cai com aceleração constante, a aceleração da gravidade g. É um movimento uniformemente variado (MUV), e não a queda com velocidade constante que o modelo aristotélico sugeria.
Passo 2 — a função do deslocamento. Largado do repouso, o corpo se desloca:
É uma função do 2º grau em t: o gráfico é um arco de parábola. Como a velocidade aumenta a cada segundo, o deslocamento cresce cada vez mais depressa: a curva sobe com concavidade para cima, partindo da origem. Esse é o gráfico (B).
Por que não as outras:
• (C) e (D): retas são movimento uniforme, velocidade constante — não há aceleração.
• (A): a grandeza diminui cada vez mais devagar, como um corpo freando. Na queda livre o corpo acelera.
• (E): essa curva é a altura do corpo em relação ao chão, , que diminui cada vez mais depressa. Ela descreve bem a queda, mas não é o deslocamento: o deslocamento do corpo largado parte de zero e só aumenta.
Sobre a correção da banca: o gabarito provisório dava (E), e a banca corrigiu para (B). A (E) seria a resposta se o eixo vertical fosse a altura; como o enunciado pede o deslocamento, que começa em zero e cresce com , a resposta é a (B). (O desenho da (B) é esquemático: na queda a partir do repouso, a curva sai da origem tangente ao eixo t, porque a velocidade inicial é zero.)
⚠️ A armadilha: pensar “o corpo cai, então o gráfico desce” e marcar (E) ou (D). Um gráfico que desce mostra uma grandeza diminuindo; o deslocamento acumulado na queda só cresce.
A ideia em uma frase: na queda livre o deslocamento cresce com o quadrado do tempo: uma parábola que sobe cada vez mais inclinada.
Resposta: alternativa B (parábola crescente, com concavidade para cima).
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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