UEM 2016 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 9 de Física

Enunciado em texto
Um atleta olímpico, num lançamento de dardo, tem como objetivo atingir o máximo alcance horizontal em seu lançamento. Desconsiderando a resistência do ar como também qualquer outra forma de atrito, sobre esse tipo de lançamento é correto afirmar que:
(01) Se o dardo for lançado na origem do sistema de coordenadas, o tempo para atingir a altura máxima será dado por , sendo o módulo da velocidade inicial do lançamento, o ângulo de lançamento em relação à direção horizontal e g o módulo da aceleração da gravidade.
(02) Se o dardo for lançado na origem do sistema de coordenadas, o tempo que o dardo ficará no ar será o dobro do tempo que ele leva para atingir a altura máxima.
(04) Se o dardo for lançado na origem do sistema de coordenadas, a altura máxima será expressa por , sendo o módulo da velocidade inicial do lançamento, o ângulo de lançamento em relação à direção horizontal e g o módulo da aceleração gravitacional.
(08) Se a velocidade inicial do lançamento for de 108 km/h e o ângulo de lançamento de 45°, em relação à direção horizontal, o alcance horizontal máximo será menor do que 80 m, considerando .
(16) O movimento do dardo é composto por dois movimentos simultâneos, um movimento uniformemente variado na vertical e um movimento uniforme na horizontal.
(Enunciado: Vestibular UEM 2016 (Inverno), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: aplicar as equações do lançamento oblíquo sem resistência do ar.
Passo 1 — componentes: (constante) e .
(01) Verdadeira. No ponto mais alto, :
(02) Verdadeira. Lançado da origem e caindo no mesmo nível, o movimento vertical é simétrico: a descida dura o mesmo que a subida, e o tempo total é .
(04) Falsa. A expressão dada é a do alcance. A altura máxima é
(08) Falsa. 108 km/h = 30 m/s. Com 45°:
Não é menor que 80 m.
(16) Verdadeira. É o princípio da independência dos movimentos (Galileu): MU na horizontal (sem força horizontal) e MUV na vertical (aceleração g).
⚠️ A armadilha: a (04) troca as fórmulas: é o alcance; a altura máxima tem e o 2 no denominador.
A ideia em uma frase: lançamento oblíquo é MU na horizontal mais MUV na vertical: alcance v₀² sen 2θ / g, altura máxima v₀² sen²θ / 2g.
Resposta: soma 19 (01 + 02 + 16).
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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