UERJ 2027 (1º Exame de Qualificação) — questão 42 de Física

Gabarito ACinemática — composição de velocidades (esteira rolante)Vestibular Estadual · 1º Exame de Qualificação
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 42 de Física do UERJ 2027 (1º Exame de Qualificação)

Enunciado em texto

Em uma estação de metrô, os usuários A e B se deslocam no mesmo sentido com velocidades constantes VA=1,0V_A = 1{,}0 m/s e VB=1,6V_B = 1{,}6 m/s, respectivamente. Em determinado instante, ao atingirem simultaneamente a reta P, o usuário A segue pela esteira rolante à sua frente, enquanto o B segue fora da esteira, ambos mantendo suas velocidades iniciais. Sabe-se que a esteira possui 160 m de comprimento e se move à velocidade VE=1,0V_E = 1{,}0 m/s, como ilustra a figura a seguir.

[Figura: uma reta vertical tracejada, a “reta P”, marca o início do percurso. Em cima, o usuário A (com a seta V⃗A\vec{V}_A para a direita) está na reta P, no começo de uma esteira horizontal de 160 m, que tem a seta V⃗E\vec{V}_E para a direita (“esteira”). Embaixo, o usuário B (com a seta V⃗B\vec{V}_B para a direita) está na reta P, no começo de uma faixa do “chão” paralela à esteira. Todas as setas apontam no mesmo sentido.]

Considerando apenas o percurso correspondente ao comprimento da esteira, a diferença de tempo, em segundos, que A e B levam para percorrê-lo é igual a:

(A) 20

(B) 30

(C) 40

(D) 50

(Enunciado e figura: Vestibular Estadual UERJ 2027, 1º Exame de Qualificação — DSEA/UERJ.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).

Resolução comentada

O que a questão pede: quanto tempo cada um leva para cobrir os 160 m e a diferença entre esses tempos.

Passo 1 — a velocidade de A em relação ao chão. A anda sobre a esteira a 1,0 m/s, e a esteira o leva junto a 1,0 m/s, no mesmo sentido. As velocidades se somam:

vA=VA+VEv_A = V_A + V_E

vA=1,0+1,0=2,0 m/sv_A = 1{,}0 + 1{,}0 = 2{,}0\ \text{m/s}

Passo 2 — os tempos, em movimento uniforme (t=d/vt = d/v):

tA=1602,0=80 st_A = \frac{160}{2{,}0} = 80\ \text{s}

tB=1601,6=100 st_B = \frac{160}{1{,}6} = 100\ \text{s}

Passo 3 — a diferença:

Δt=100−80=20 s\Delta t = 100 - 80 = 20\ \text{s}

Mesmo andando mais devagar, A chega 20 s antes, graças à esteira.

⚠️ A armadilha: esquecer que a esteira carrega A e usar só os 1,0 m/s dele: daria tA=160t_A = 160 s e uma diferença de 60 s, que nem está nas alternativas. O 1,0 m/s de A é medido em relação à esteira; em relação ao chão, soma-se a velocidade dela.

A ideia em uma frase: quem anda sobre uma esteira no mesmo sentido dela tem, em relação ao chão, a soma da sua velocidade com a da esteira.

Resposta: alternativa A (20 s).

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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