UFSC 2017 — questão 22 de Física
Enunciado em texto
As histórias em quadrinhos (HQ) de super-heróis vêm povoando o imaginário dos jovens de várias gerações desde a década de 1930. As histórias com personagens dotadas de superpoderes constituem-se numa forma de entretenimento, mas também possibilitam a divulgação científica. Podemos encontrar nas HQ situações em que princípios físicos são explorados. Hoje, o universo das HQ passou para o formato cinematográfico e grandes estúdios de cinema têm apostado no gênero. Na tabela abaixo, estão descritas algumas características de cinco super-heróis e alguns princípios físicos que podem ser associados a elas.
- Hulk — Algumas características: Criatura com força ilimitada e poderoso fator de cura. Não voa, porém consegue saltar a grandes distâncias e alturas. Alguns princípios físicos associados: Saltos como lançamentos oblíquos.
- Homem-Aranha — Algumas características: Possui força super-humana, sentido de aranha e habilidade de aderir a superfícies sólidas. Para se balançar sobre os prédios, criou lançadores de teias. Alguns princípios físicos associados: Movimento oscilante como um pêndulo.
- Senhor Fantástico — Algumas características: Seu corpo apresenta grande elasticidade, o que dá a ele muita resistência a ataques físicos. Alguns princípios físicos associados: A elasticidade de seu corpo obedece à Lei de Hooke.
- Aquaman — Algumas características: Possui telepatia capaz de controlar os seres marinhos e influenciar as pessoas. Dono de força super-humana, possui grande resistência ao impacto físico e grande velocidade para nadar, além de visão capaz de enxergar com pouca luz. Alguns princípios físicos associados: Dentro d’água, obedece às leis da hidrostática.
- Flash — Algumas características: O homem mais rápido do mundo no universo DC possui alto fator de cura, velocidade super-humana e reflexos apuradíssimos. Alguns princípios físicos associados: Seus movimentos podem ser descritos pela cinemática e pela dinâmica.
Com base nos dados da tabela, é correto afirmar que:
(01) num salto (lançamento oblíquo), o Hulk atinge grande alcance horizontal e no ponto mais alto de sua trajetória a velocidade é nula.
(02) quando o Homem-Aranha fica oscilando em sua teia, seu período de oscilação será maior quanto maior for o comprimento da teia.
(04) quando o Senhor Fantástico recebe um golpe (soco) de um inimigo, seu corpo armazena energia na forma de energia cinética.
(08) o Aquaman tem que fazer mais força para sustentar uma pedra totalmente submersa na água de um rio do que totalmente submersa na água do Mar Morto.
(16) quando o Flash está correndo, aumenta a produção de energia térmica em seu corpo.
(32) por ser muito forte, o Hulk consegue, com um soco, quebrar uma rocha sem machucar sua mão, pois a força que ele exerce sobre a rocha é maior do que a força que a rocha exerce sobre a mão dele.
(Enunciado: Vestibular UFSC 2017 — UFSC/COPERVE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar seis afirmações que ligam cada super-herói a um princípio físico.
(01) Falsa. No lançamento oblíquo a componente horizontal da velocidade se mantém constante durante todo o voo (sem resistência do ar). No ponto mais alto só a componente vertical é nula; a velocidade vale , diferente de zero.
(02) Verdadeira. Para pequenas oscilações, o período do pêndulo simples é
Quanto maior o comprimento L da teia, maior o período.
(04) Falsa. Um corpo elástico deformado por um golpe armazena energia potencial elástica (no modelo de Hooke, , que está no formulário da prova), e não cinética.
(08) Verdadeira. A força que o Aquaman faz é o que falta para equilibrar o peso depois de descontado o empuxo:
A água do Mar Morto, muito salgada, é bem mais densa que a água doce do rio. Lá o empuxo é maior e a força necessária é menor; no rio, ele precisa fazer mais força.
(16) Verdadeira. Correr exige que os músculos transformem energia química em energia mecânica, e boa parte dela vira energia térmica (o corpo esquenta). Quanto mais intensa a atividade, maior essa produção.
(32) Falsa. Pela terceira lei de Newton, a força da mão sobre a rocha e a da rocha sobre a mão têm o mesmo módulo (ação e reação). Se a mão não se machuca, é porque ela resiste a essa força melhor que a rocha, não porque a força sobre ela seja menor.
⚠️ A armadilha: a (01). “No ponto mais alto a velocidade é nula” só vale para o lançamento vertical; no oblíquo o corpo continua andando para a frente no topo da trajetória.
A ideia em uma frase: no topo do lançamento oblíquo sobra a velocidade horizontal; e ação e reação têm sempre o mesmo módulo, seja quem for o mais forte.
Resposta: soma 26 (02 + 08 + 16).
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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