UFSC 2022 — questão 22 de Física
Enunciado em texto
Um aspecto importante a ser considerado em pousos, decolagens e no planejamento das rotas de viagens aéreas é a velocidade dos ventos. Com relação ao movimento relativo dos aviões, é correto afirmar que:
(01) na mecânica clássica, o movimento relativo pode ser entendido com base no princípio da inércia, de Galileu.
(02) um passageiro no interior do avião não pode medir diretamente a velocidade do vento; por esse motivo, ela jamais poderá ser conhecida.
(04) para alguém que observa do solo o movimento de um avião no ar e no sentido do vento, a velocidade do avião é .
(08) é conveniente que, para a aterrissagem, seja escolhida uma pista em que o avião se mova contra o vento, pois nesse caso a velocidade do avião em relação ao solo será maior.
(16) a velocidade de um avião em relação ao solo pode ser muito diferente da velocidade do avião em relação ao ar devido aos ventos de popa e de proa. Esses ventos podem influenciar diretamente a duração de viagens de longa distância.
(Enunciado: Vestibular UFSC 2022 — 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: aplicar a composição de velocidades (relatividade de Galileu) ao avião que voa dentro de uma massa de ar em movimento.
A ferramenta: a velocidade do avião em relação ao solo é a soma vetorial da velocidade do avião em relação ao ar com a velocidade do ar (vento) em relação ao solo:
(01) Falsa. O que sustenta o movimento relativo na mecânica clássica é o princípio da relatividade de Galileu (as leis da Mecânica valem igualmente em referenciais que se movem uns em relação aos outros com velocidade constante) e a composição de velocidades que vem dele. O princípio da inércia diz outra coisa: um corpo livre de forças permanece em repouso ou em MRU. As duas ideias são de Galileu, mas não são o mesmo princípio.
Atenção: historicamente, as duas ideias andam juntas (é a inércia que faz um corpo, num navio em MRU, acompanhar o navio, como no exemplo clássico de Galileu), e por isso a (01) pode parecer verdadeira. A banca, porém, a considerou falsa por atribuir o movimento relativo ao princípio errado.
(02) Falsa. O passageiro não mede o vento diretamente, mas a velocidade do vento pode ser conhecida: medida no solo, ou calculada a bordo comparando a velocidade em relação ao ar (indicada pelos instrumentos) com a velocidade em relação ao solo (dada pelo GPS).
(04) Verdadeira. Com o vento no mesmo sentido do movimento, os vetores se somam em módulo: .
(08) Falsa. Aterrissar contra o vento é mesmo o conveniente, mas porque a velocidade em relação ao solo fica menor: o avião mantém a velocidade em relação ao ar necessária para a sustentação e toca a pista mais devagar, precisando de menos pista para parar.
(16) Verdadeira. Vento de popa (a favor) aumenta a velocidade em relação ao solo; vento de proa (contra) a diminui. Em voos longos, isso muda a duração da viagem em dezenas de minutos ou mais.
⚠️ A armadilha: a (08) começa certa e termina errada: contra o vento a velocidade em relação ao solo diminui; é exatamente isso que torna o pouso mais seguro.
A ideia em uma frase: velocidade em relação ao solo = velocidade em relação ao ar + vento; contra o vento o avião anda mais devagar em relação ao solo.
Resposta: soma 20 (04 + 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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