UEMG 2010 (2º semestre) — questão 14 de Física
Enunciado em texto
Uma pequena bola é arremessada segundo uma trajetória parabólica, como mostra a figura, abaixo:
[Figura: uma mão, à esquerda, lança uma bolinha; a trajetória é uma parábola tracejada que sobe, passa pelo ponto mais alto P e desce à direita, onde aparece a bolinha. No ponto P há um vetor horizontal, apontando para a direita (no sentido do movimento), tangente à trajetória.]
Nessa figura, sendo P o ponto mais alto atingido pela bolinha, pode-se afirmar CORRETAMENTE que o vetor mostrado neste ponto P melhor representa
A) a aceleração da bolinha.
B) a força com que a bolinha foi arremessada.
C) a velocidade da bolinha.
D) a resultante das forças que atuam sobre a bolinha.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UEMG 2010, 2º semestre (João Monlevade) — 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: que grandeza física o vetor horizontal desenhado no ponto mais alto pode representar.
Passo 1 — a velocidade no topo. A velocidade é sempre tangente à trajetória. No ponto mais alto da parábola, a componente vertical da velocidade é zero (a bola parou de subir e vai começar a descer), e sobra só a componente horizontal, que é constante durante todo o voo. Então, em P, a velocidade é horizontal, no sentido do movimento: é exatamente o vetor desenhado.
Passo 2 — a aceleração e a resultante. Desprezando o ar, a única força sobre a bola em voo é o peso, vertical para baixo. Logo a resultante é vertical para baixo, e a aceleração também (), em qualquer ponto da trajetória, inclusive em P. Um vetor horizontal não pode representar nenhuma das duas.
Por que não as outras: A e D são verticais para baixo, como vimos. B: a força do arremesso só existe enquanto a mão está em contato com a bola; depois que ela sai da mão, essa força deixa de agir. Em P não há nenhuma força "do arremesso" carregada pela bola.
⚠️ A armadilha: pensar que, se a bola continua indo para a frente, alguma força a empurra para a frente (a "força do arremesso", alternativa B). Pela inércia, ela mantém a velocidade horizontal sem precisar de força nenhuma nessa direção.
A ideia em uma frase: no ponto mais alto, a velocidade é horizontal e tangente à trajetória, enquanto a força e a aceleração continuam verticais, apontando para baixo.
Resposta: alternativa C (a velocidade da bolinha).
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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