UFRGS 2012 — questão 2 de Física

Gabarito CCinemática — MUV: distância de frenagem (Torricelli)Concurso Vestibular · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 2 de Física do UFRGS 2012

Enunciado em texto

Instrução: As questões 01 a 03 estão relacionadas ao enunciado abaixo.

O tempo de reação tRt_R de um condutor de um automóvel é definido como o intervalo de tempo decorrido entre o instante em que o condutor se depara com uma situação de perigo e o instante em que ele aciona os freios.

(Considere dRd_R e dFd_F, respectivamente, as distâncias percorridas pelo veículo durante o tempo de reação e de frenagem; e dTd_T, a distância total percorrida. Então, dT=dR+dFd_T = d_R + d_F).

Um automóvel trafega com velocidade constante de módulo v = 54,0 km/h em uma pista horizontal. Em dado instante, o condutor visualiza uma situação de perigo, e seu tempo de reação a essa situação é de 4/5 s, como ilustrado na sequência de figuras abaixo.

[Figura: três quadrinhos numerados. 1: o motorista dirige tranquilo uma caminhonete. 2: um gatinho aparece na pista, à frente do veículo, e o motorista se assusta. 3: o motorista freia (há uma onomatopeia de freada junto à roda) e o gatinho está bem à frente do para-choque.]

Ao reagir à situação de perigo iminente, o motorista aciona os freios, e a velocidade do automóvel passa a diminuir gradativamente, com aceleração constante de módulo 7,5 m/s27{,}5\ \text{m/s}^2.

Nessas condições, é correto afirmar que a distância dFd_F é de

(A) 2,0 m.

(B) 6,0 m.

(C) 15,0 m.

(D) 24,0 m.

(E) 30,0 m.

(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2012, Física — UFRGS.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).

Resolução comentada

O que a questão pede: a distância que o carro percorre desde o início da freada até parar.

Passo 1 — os dados. O carro começa a frear a 15,0 m/s (54 km/h) e para (velocidade final zero), com desaceleração de 7,5 m/s².

Passo 2 — Torricelli. Não temos o tempo de frenagem, então a equação certa é a que liga velocidade e distância diretamente:

v2=v02−2 a dFv^2 = v_0^2 - 2\,a\,d_F

0=152−2×7,5×dF0 = 15^2 - 2 \times 7{,}5 \times d_F

dF=22515=15,0 md_F = \frac{225}{15} = 15{,}0\ \text{m}

Conferindo: o carro leva 15/7,5=215/7{,}5 = 2 s para parar, com velocidade média de 7,5 m/s; então anda 7,5 × 2 = 15 m.

⚠️ A armadilha: esquecer o 2 de Torricelli e fazer v2/a=225/7,5=30v^2/a = 225/7{,}5 = 30 m, a alternativa E. Também não confunda o tempo de frenagem (2 s) com a distância (2,0 m é a alternativa A).

A ideia em uma frase: para achar a distância de frenagem sem o tempo, use Torricelli: d = v₀²/2a.

Resposta: alternativa C (15,0 m).

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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