UFRGS 2015 — questão 3 de Física

Gabarito BCinemática — lançamento oblíquo: componentes da velocidadeConcurso Vestibular · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 3 de Física do UFRGS 2015

Enunciado em texto

Em uma região onde a aceleração da gravidade tem módulo constante, um projétil é disparado a partir do solo, em uma direção que faz um ângulo α\alpha com a direção horizontal, conforme representado na figura abaixo.

[Figura: eixos X (horizontal) e Y (vertical); a partir da origem, uma seta (velocidade de lançamento) aponta para cima e para a direita, formando o ângulo α\alpha com o eixo X.]

Assinale a opção que, desconsiderando a resistência do ar, indica os gráficos que melhor representam, respectivamente, o comportamento da componente horizontal e o da componente vertical, da velocidade do projétil, em função do tempo.

[Cinco gráficos em função do tempo, de 0 até tvoˆot_{\text{vôo}}, com o eixo do tempo marcado: I — reta crescente, que começa negativa, cruza o eixo do tempo no meio do intervalo e termina positiva; II — reta horizontal acima do eixo (valor positivo constante); III — curva que começa positiva, desce suavemente, cruza o eixo no meio do intervalo e se achata num valor negativo (forma de S); IV — reta horizontal abaixo do eixo (valor negativo constante); V — reta decrescente, que começa positiva, cruza o eixo no meio do intervalo e termina negativa.]

(A) I e V.

(B) II e V.

(C) II e III.

(D) IV e V.

(E) V e II.

(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2015, 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 gráfico de vxv_x e o de vyv_y ao longo do voo, nessa ordem.

Passo 1 — a horizontal. Sem resistência do ar, nenhuma força age na horizontal: só o peso, que é vertical. Então vxv_x não muda: vale v0cos⁡αv_0 \cos\alpha, positiva (para a direita) o voo todo. Gráfico II.

Passo 2 — a vertical. Na vertical age só a gravidade, que dá aceleração constante −g-g. Velocidade com aceleração constante é uma função do 1º grau do tempo: reta.

vy=v0 sen α−g tv_y = v_0\,\text{sen}\,\alpha - g\,t

Começa positiva (o projétil sobe), zera no ponto mais alto, no meio do voo, e fica negativa na descida. É a reta decrescente do gráfico V.

Por que não as outras: I é uma reta crescente (aceleração para cima); III é curva, o que exigiria aceleração variável; IV seria uma velocidade horizontal negativa, para trás.

⚠️ A armadilha: a ordem. A alternativa E traz os mesmos gráficos, mas trocados (V para a horizontal e II para a vertical). A pergunta pede primeiro a horizontal.

A ideia em uma frase: no lançamento oblíquo, na horizontal o movimento é uniforme (vxv_x constante) e na vertical é uniformemente variado (vyv_y cai em linha reta).

Resposta: alternativa B (II e V).

Vídeo em breve

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