UFRGS 2025 — questão 16 de Física
Enunciado em texto
Enquanto percorre um trecho de trajetória horizontal e retilínea com velocidade constante de 3,0 m/s, medida por um observador em repouso, um garoto, andando de skate, joga verticalmente para cima uma bolinha de tênis com velocidade inicial de 5,0 m/s, medida em seu referencial. Mantendo a mão na mesma posição em que a lançou, o garoto a pega de volta na queda.
Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 10,0 m/s² e despreze o atrito com o ar.
Qual dos gráficos abaixo melhor representa a trajetória percorrida pela bolinha, como vista pelo observador em repouso?
(A) [Gráfico y (m) × x (m): arco de parábola simétrico que sai da origem, sobe até a altura máxima 1,25 (linha tracejada até o eixo y) e volta ao eixo x em x = 3,0.]
(B) [Gráfico y (m) × x (m): arco de parábola simétrico, mais baixo e mais largo, que sai da origem, sobe até 0,80 e volta ao eixo x em x = 5,0.]
(C) [Gráfico y (m) × x (m): curva assimétrica que sai da origem, sobe depressa até 1,25 (o pico fica antes da metade do caminho) e desce mais devagar, chegando ao eixo x em x = 3,0 já tangente a ele.]
(D) [Gráfico y (m) × x (m): dois segmentos de reta formando um triângulo: sobe da origem até 0,80 e desce até o eixo x em x = 5,0.]
(E) [Gráfico y (m) × x (m): dois segmentos de reta formando um triângulo: sobe da origem até 1,25 e desce até o eixo x em x = 3,0.]
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2025, 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 forma da trajetória da bolinha e os números (altura máxima e alcance) para quem está parado na calçada.
Passo 1 — a velocidade da bolinha para o observador parado. Para o garoto, a bolinha sobe na vertical a 5,0 m/s. Mas ela também já anda junto com ele, para a frente, a 3,0 m/s. Para o observador parado, a bolinha sai com as duas componentes:
É um lançamento oblíquo: na horizontal, movimento uniforme (sem atrito com o ar, nada freia a bolinha nessa direção); na vertical, a gravidade age como num lançamento vertical comum.
Passo 2 — a altura máxima. Só a parte vertical importa (Torricelli, com no topo):
Passo 3 — o tempo no ar e o alcance. A subida dura s, e a descida, outro tanto: 1,0 s no total. Nesse tempo, na horizontal:
Passo 4 — a forma. x cresce uniformemente com o tempo e y varia com : a curva é uma parábola, simétrica em torno do ponto mais alto, porque a descida é a subida espelhada. Parábola simétrica, pico em 1,25 m, alcance 3,0 m: gráfico (A).
Conferindo: o garoto também anda 3,0 m nesse 1,0 s, a 3,0 m/s. Ele chega exatamente embaixo da bolinha, e por isso a pega de volta com a mão no mesmo lugar.
Por que não as outras: (B) e (D) têm a altura e o alcance errados; (C) é assimétrica, mas sem resistência do ar a descida é igual à subida; (D) e (E) são feitas de retas, o que exigiria velocidade constante em cada trecho, e a gravidade muda a velocidade vertical o tempo todo.
⚠️ A armadilha: a (E). Ela tem os números certos (1,25 m e 3,0 m), mas a forma errada: a trajetória não tem “bico” no topo, ela faz uma curva suave porque a velocidade vertical diminui aos poucos até zero e depois cresce aos poucos.
A ideia em uma frase: quem está parado soma a velocidade do skate à do lançamento: a bolinha faz uma parábola, e o garoto, andando junto, fica sempre embaixo dela.
Resposta: alternativa A (parábola com altura de 1,25 m e alcance de 3,0 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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