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

Gabarito 19Cinemática — lançamento oblíquo: tempo de subida, tempo de voo, altura máxima e alcanceVestibular de Inverno · Conhecimentos Específicos de Física (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 9 de Física do UEM 2016 (Inverno, Conhecimentos Específicos)

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 t=v0senθgt = \frac{v_0 \text{sen}\theta}{g}, sendo v0v_0 o módulo da velocidade inicial do lançamento, θ\theta 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 yMaxy_{Max} será expressa por yMax=v02gsen (2θ)y_{Max} = \frac{v_0^2}{g}\text{sen}\,(2\theta), sendo v0v_0 o módulo da velocidade inicial do lançamento, θ\theta 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 g=10 m/s2g = 10\ \text{m/s}^2.

(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: vx=v0cos⁡θv_x = v_0\cos\theta (constante) e vy=v0 sen θ−g tv_y = v_0\,\text{sen}\,\theta - g\,t.

(01) Verdadeira. No ponto mais alto, vy=0v_y = 0:

ts=v0 sen θgt_s = \frac{v_0\,\text{sen}\,\theta}{g}

(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 2ts2t_s.

(04) Falsa. A expressão dada é a do alcance. A altura máxima é

ymaˊx=v02 sen2θ2gy_{\text{máx}} = \frac{v_0^2\,\text{sen}^2\theta}{2g}

(08) Falsa. 108 km/h = 30 m/s. Com 45°:

A=v02 sen 2θg=900⋅110A = \frac{v_0^2\,\text{sen}\,2\theta}{g} = \frac{900 \cdot 1}{10}

A=90 mA = 90\ \text{m}

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: v02gsen 2θ\frac{v_0^2}{g}\text{sen}\,2\theta é o alcance; a altura máxima tem sen2θ\text{sen}^2\theta 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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