UFPR 2025 — questão 57 de Física

Gabarito BCinemática — variação de velocidade como área do gráfico aceleração × tempoProcesso Seletivo 2025 · 1ª fase · Conhecimentos Gerais · Ordem B
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 57 de Física do UFPR 2025

Enunciado em texto

Atenção: em todas as questões, as medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por gg. Quando for necessário, use g=10 m/s2g = 10\ \text{m/s}^2 para o módulo da aceleração gravitacional.

O texto a seguir é referência para as questões 56 a 58.

Um objeto de massa constante m=0,2m = 0{,}2 kg desloca-se em um movimento unidimensional ao longo de uma linha reta, e sua aceleração aa é medida em função do tempo tt, obtendo-se, então, o gráfico a seguir:

[Gráfico: aceleração a (m/s²) no eixo vertical, com marcas em 2,0 e 4,0; tempo t (s) no eixo horizontal, com marcas de 10 em 10, de 0 a 90. A linha cheia, formada por segmentos de reta, é: de t = 0 a t = 20 s, sobe de a = 0 até a = 4,0 m/s² (passando por 2,0 em t = 10 s); de 20 s a 30 s, fica constante em 4,0 m/s²; de 30 s a 40 s, desce até 2,0 m/s²; de 40 s a 50 s, fica constante em 2,0 m/s²; de 50 s a 60 s, desce até 0; de 60 s a 70 s, fica em 0; de 70 s a 80 s, sobe até 2,0 m/s²; de 80 s a 90 s, desce até 0. Linhas tracejadas ligam os vértices aos eixos.]

Sabe-se que a velocidade do objeto no instante t=40t = 40 s vale v1=25v_1 = 25 m/s. Com base nos dados fornecidos no enunciado e no gráfico, assinale a alternativa que apresenta corretamente a velocidade v2v_2 do objeto no instante t=50t = 50 s.

A) v2=35 m/sv_2 = 35\ \text{m/s}

B) v2=45 m/sv_2 = 45\ \text{m/s}

C) v2=55 m/sv_2 = 55\ \text{m/s}

D) v2=65 m/sv_2 = 65\ \text{m/s}

E) v2=75 m/sv_2 = 75\ \text{m/s}

(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFPR 2025, 1ª fase (Conhecimentos Gerais) — Universidade Federal do Paraná, NC-UFPR.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Paraná (UFPR) e ao seu Núcleo de Concursos (NC-UFPR).

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade em t=50t = 50 s, sabendo que em t=40t = 40 s ela vale 25 m/s.

Passo 1 — a área do gráfico a×ta \times t é a variação de velocidade. Como a=Δv/Δta = \Delta v/\Delta t, num trecho de aceleração constante Δv=a Δt\Delta v = a\,\Delta t, que é exatamente a área do retângulo sob o gráfico. Entre 40 s e 50 s a aceleração é constante, 2,0 m/s²:

Δv=2,0⋅(50−40)\Delta v = 2{,}0\cdot (50 - 40)

Δv=20 m/s\Delta v = 20\ \text{m/s}

Passo 2 — somar à velocidade inicial. A aceleração é positiva, então a velocidade aumenta:

v2=v1+Δv=25+20v_2 = v_1 + \Delta v = 25 + 20

v2=45 m/sv_2 = 45\ \text{m/s}

Conferindo: com aceleração de 2,0 m/s², a velocidade ganha 2 m/s a cada segundo; em 10 s, ganha 20 m/s. De 25 vai para 45 m/s.

⚠️ A armadilha: confundir “aceleração constante” com “velocidade constante” e achar que nada muda no patamar. Outro deslize é usar o instante, e não o intervalo: 25+2⋅5025 + 2\cdot 50 dá 125 m/s, que nem aparece. O que importa é a área no intervalo de 40 s a 50 s.

A ideia em uma frase: no gráfico a×ta \times t, a área é o ganho de velocidade: 2,0⋅10=202{,}0 \cdot 10 = 20 m/s, e 25+20=4525 + 20 = 45 m/s.

Resposta: alternativa B (45 m/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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