UEMG 2007 — questão 26 de Física
Enunciado em texto
O gráfico da figura mostra como a velocidade de um corpo em movimento numa trajetória circular varia no tempo
[Gráfico: eixo vertical v (sem valores) e eixo horizontal t(s), com marcas em 0, 5, 10 e 15. De 0 a 5 s, v é constante num nível alto (reta horizontal). De 5 a 10 s, v diminui em linha reta até um nível mais baixo. De 10 a 15 s, v é constante nesse nível mais baixo (reta horizontal), sem chegar a zero. Linhas tracejadas verticais marcam t = 5, 10 e 15 s.]
Considerando o intervalo de tempo de 0 a 15 s mostrado no gráfico, assinale a alternativa que apresenta uma afirmação CORRETA sobre o mesmo.
A) A força resultante é diferente de zero em todo o intervalo.
B) A força resultante é diferente de zero apenas no intervalo de 5 a 10 s.
C) A força resultante é nula de 0 a 5 s e de 10 a 15 s.
D) O corpo está em movimento circular uniforme.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UEMG 2007 — Universidade do Estado de Minas Gerais.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG).
Resolução comentada
O que a questão pede: o que se pode dizer da força resultante num corpo que anda em trajetória circular com a velocidade (o módulo) variando como no gráfico.
Passo 1 — a palavra destacada: circular. Numa curva, a direção do vetor velocidade muda o tempo todo. Mudar a direção da velocidade exige aceleração, a aceleração centrípeta, que aponta para o centro:
Como o gráfico mostra em todo o intervalo, nunca é zero.
Passo 2 — a resultante. Pela 2ª lei de Newton, . Havendo aceleração centrípeta em todos os instantes, a resultante é diferente de zero de 0 a 15 s.
Passo 3 — o que o gráfico acrescenta. De 5 a 10 s, o módulo da velocidade diminui: além da componente centrípeta, aparece uma componente tangencial (contra o movimento). De 0 a 5 s e de 10 a 15 s, o movimento é circular uniforme, mas mesmo assim a resultante é a centrípeta, não nula.
Por que não as outras: B e C só olham para o módulo da velocidade e esquecem a mudança de direção; seriam corretas numa trajetória retilínea. D é falsa porque de 5 a 10 s o módulo da velocidade muda; o movimento só é circular uniforme nos trechos de 0 a 5 s e de 10 a 15 s.
⚠️ A armadilha: ler o gráfico como se o movimento fosse retilíneo e concluir que velocidade constante significa resultante nula (alternativa C). Isso vale para o vetor velocidade constante, e numa curva o vetor nunca é constante.
A ideia em uma frase: em trajetória curva sempre há aceleração centrípeta, logo a força resultante nunca é zero, mesmo com o velocímetro parado.
Resposta: alternativa A (a resultante é diferente de zero em todo o intervalo).
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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