UFRGS 2012 — questão 3 de Física

Enunciado em texto
Instrução: As questões 01 a 03 estão relacionadas ao enunciado abaixo.
O tempo de reação 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 e , respectivamente, as distâncias percorridas pelo veículo durante o tempo de reação e de frenagem; e , a distância total percorrida. Então, ).
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.]
Em comparação com as distâncias e , já calculadas, e lembrando que , considere as seguintes afirmações sobre as distâncias percorridas pelo automóvel, agora com o dobro da velocidade inicial, isto é, 108 km/h.
I - A distância percorrida pelo automóvel durante o tempo de reação do condutor é de .
II - A distância percorrida pelo automóvel durante a frenagem é de .
III - A distância total percorrida pelo automóvel é de .
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas I e II.
(D) Apenas I e III.
(E) I, II e III.
(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: o que acontece com cada distância quando a velocidade dobra (o tempo de reação e a desaceleração continuam os mesmos).
Passo 1 — distância de reação (afirmação I). Ela é : proporcional a v. Dobrou v, dobra . Com 108 km/h = 30 m/s:
A afirmação I está correta.
Passo 2 — distância de frenagem (afirmação II). Ela é : proporcional ao quadrado de v. Dobrou v, ela fica quatro vezes maior:
A afirmação II está errada.
Passo 3 — distância total (afirmação III). Agora m, enquanto antes m. O dobro seria 54 m. A afirmação III está errada: uma parcela dobrou e a outra quadruplicou, então o total mais que dobra.
⚠️ A armadilha: achar que tudo é proporcional à velocidade e marcar “I, II e III”. A frenagem cresce com v², e é por isso que a velocidade alta é tão perigosa.
A ideia em uma frase: a distância de reação cresce com v, mas a de frenagem cresce com v²: dobrar a velocidade quadruplica a freada.
Resposta: alternativa A (apenas I).
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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