UFRGS 2024 — questão 16 de Física
Enunciado em texto
Um móvel percorre uma trajetória retilínea sobre uma superfície horizontal, durante 1 minuto. O móvel parte do repouso e é submetido à aceleração, cuja componente a, na direção do movimento, varia com o tempo t, conforme mostra a figura abaixo.
[Gráfico: a (m/s²) no eixo vertical, com marcas em −0,5; 0,5; 1,0 e 1,5, e t (s) no horizontal, com marcas de 10 a 60. De 0 a 20 s, a aceleração é constante e vale 1,5 m/s² (segmento horizontal); em t = 20 s, uma linha tracejada vertical desce até o nível −0,5; de 20 s a 60 s, a aceleração é constante e vale −0,5 m/s² (segmento horizontal abaixo do eixo).]
Qual dos gráficos abaixo melhor representa a componente v, da velocidade do móvel, na mesma direção, no intervalo de tempo de 0 a 60 s?
(A) [Gráfico v (m/s) × t (s), com marcas −10, 10, 20 e 30 no eixo v: reta subindo de (0; 0) até (20; 30); em t = 20 s, a velocidade cai (tracejado vertical) a zero e fica nula de 20 s a 60 s.]
(B) [Gráfico v × t: reta subindo de (0; 0) até (20; 30); de 20 s a 60 s, segmento horizontal em v = 30 m/s.]
(C) [Gráfico v × t: reta subindo de (0; 0) até (20; 30); de 20 s a 60 s, reta descendo de 30 m/s até 10 m/s (há tracejados horizontais nos níveis 30 e 10).]
(D) [Gráfico v × t: reta subindo de (0; 0) até (20; 30); de 20 s a 60 s, reta descendo de 30 m/s até zero.]
(E) [Gráfico v × t: reta subindo de (0; 0) até (20; 30); de 20 s a 60 s, reta descendo de 30 m/s, cruzando o eixo em 50 s e chegando a −10 m/s em 60 s (tracejado horizontal no nível −10).]
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2024, 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 da velocidade que corresponde a esse gráfico de aceleração.
Passo 1 — a ferramenta. No gráfico a × t, a área sob a curva é a variação da velocidade, Δv. Com aceleração constante em cada trecho, a velocidade varia em linha reta.
Passo 2 — de 0 a 20 s. O móvel parte do repouso com a = 1,5 m/s²:
Então a velocidade sobe em linha reta de 0 até 30 m/s.
Passo 3 — de 20 s a 60 s. Agora a = −0,5 m/s² durante 40 s:
A velocidade desce em linha reta de 30 até 10 m/s. O móvel continua indo para a frente, só que cada vez mais devagar. Esse é o gráfico (C).
Por que não as outras: (A) zera a velocidade de repente em 20 s; (B) mantém a velocidade constante, como se a aceleração fosse nula depois de 20 s; (D) exigiria Δv = −30 m/s, ou seja, a = −0,75 m/s²; (E) exigiria Δv = −40 m/s, ou seja, a = −1,0 m/s².
⚠️ A armadilha: achar que, com aceleração negativa, o móvel tem de parar no fim do minuto (alternativa D). Quem decide onde a reta termina é a área: −0,5 × 40 tira só 20 m/s dos 30 m/s.
A ideia em uma frase: a área do gráfico a × t é a variação da velocidade: some trecho por trecho a partir da velocidade inicial.
Resposta: alternativa C (sobe até 30 m/s em 20 s e desce até 10 m/s em 60 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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