UEM 2011 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 9 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: calcular tempos de ultrapassagem usando velocidade relativa.

Passo 1 — dados no SI: 72 km/h = 20 m/s e 36 km/h = 10 m/s.

Passo 2 — a distância relativa: a ultrapassagem completa começa com a frente da primeira na traseira da segunda e termina com a traseira da primeira passando a frente da segunda. Em relação à segunda, a primeira anda a soma dos comprimentos:

$$d = 30 + 30 = 60\ \text{m}$$

(01) Verdadeira. Mesmo sentido: velocidade relativa $20 - 10 = 10$ m/s:

$$t = \frac{60}{10} = 6\ \text{s}$$

(02) Falsa. Com a segunda de 15 m, $d = 30 + 15 = 45$ m e $t = 45/10 = 4{,}5$ s, não 5 s.

(04) Verdadeira. Sentidos contrários: velocidade relativa $20 + 10 = 30$ m/s:

$$t = \frac{60}{30} = 2\ \text{s}$$

(08) Verdadeira. Com a segunda parada, a relativa é a própria 20 m/s: $t = 60/20 = 3$ s.

(16) Verdadeira.

$$E_c = \frac{15\,000 \times 20^2}{2}$$

$$E_c = 3 \times 10^6\ \text{J}$$

⚠️ A armadilha: usar só o comprimento de uma carreta (30 m) como distância. Na (01) isso daria 3 s; a ultrapassagem completa exige a soma dos dois comprimentos.

A ideia em uma frase: em ultrapassagem, trabalhe no referencial de um dos veículos: distância = soma dos comprimentos, velocidade = velocidade relativa.

Resposta: soma 29 (01 + 04 + 08 + 16).