UFRGS 2014 — questão 7 de Física
Enunciado em texto
Uma bomba é arremessada, seguindo uma trajetória parabólica, conforme representado na figura abaixo. Na posição mais alta da trajetória, a bomba explode.
[Figura: uma bomba parte de perto do solo e sobe por um arco de parábola; no ponto mais alto, aparece a palavra “EXPLOSÃO” e vários fragmentos saindo em direções diferentes, cada um com uma pequena seta. Abaixo, a linha do “SOLO”.]
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
A explosão da bomba é um evento que ........ a energia cinética do sistema. A trajetória do centro de massa do sistema constituído pelos fragmentos da bomba segue ......... .
(A) não conserva – verticalmente para o solo
(B) não conserva – a trajetória do fragmento mais massivo da bomba
(C) não conserva – a mesma parábola anterior à explosão
(D) conserva – a mesma parábola anterior à explosão
(E) conserva – verticalmente para o solo
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2014, 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 a energia cinética na explosão e por onde segue o centro de massa dos fragmentos.
Passo 1 — a energia cinética. Na explosão, a energia química do explosivo vira energia cinética dos fragmentos, que saem voando em todas as direções. A energia cinética do sistema aumenta: não se conserva.
Passo 2 — o centro de massa. As forças da explosão são internas: cada fragmento empurra o outro com forças de mesma intensidade e sentidos opostos, que se cancelam na soma. A única força externa continua sendo o peso total (desprezando o ar). Então o centro de massa continua com a mesma aceleração g e a mesma velocidade de antes: segue a mesma parábola, como se nada tivesse explodido (até os fragmentos começarem a tocar o solo).
Por que não as outras: (A) e (E) acham que o centro de massa “cai reto”, mas no alto da trajetória a velocidade horizontal continua lá; (B) confunde o centro de massa com um dos pedaços; (D) erra a energia.
⚠️ A armadilha: achar que, como a quantidade de movimento se conserva na explosão, a energia cinética também se conserva (alternativa D). São coisas diferentes: a explosão libera energia.
A ideia em uma frase: forças internas não mudam o movimento do centro de massa, mas podem mudar (e na explosão aumentam) a energia cinética.
Resposta: alternativa C.
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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