UNESP 2015 (meio de ano) — questão 77 de Física
Enunciado em texto
Enquanto movia-se por uma trajetória parabólica depois de ter sido lançada obliquamente e livre de resistência do ar, uma bomba de 400 g explodiu em três partes, A, B e C, de massas g e g. A figura representa as três partes da bomba e suas respectivas velocidades em relação ao solo, imediatamente depois da explosão.
[Figura: no centro, o clarão da explosão. O fragmento B sobe na vertical, com m/s para cima; o fragmento A desce na vertical, com m/s para baixo; o fragmento C vai na horizontal, para a direita, com m/s. Linhas tracejadas indicam a “vertical” e a “horizontal”.]
Analisando a figura, é correto afirmar que a bomba, imediatamente antes de explodir, tinha velocidade de módulo igual a
(A) 100 m/s e explodiu antes de atingir a altura máxima de sua trajetória.
(B) 100 m/s e explodiu exatamente na altura máxima de sua trajetória.
(C) 200 m/s e explodiu depois de atingir a altura máxima de sua trajetória.
(D) 400 m/s e explodiu exatamente na altura máxima de sua trajetória.
(E) 400 m/s e explodiu depois de atingir a altura máxima de sua trajetória.
(Enunciado e figura: Vestibular Unesp 2015, meio de ano — Unesp/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual Paulista (Unesp) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a velocidade da bomba logo antes da explosão e em que ponto da parábola ela estava.
Passo 1 — o que se conserva. Na explosão, as forças que separam os pedaços são internas e enormes; durante o instante da explosão, o peso não muda nada de forma apreciável. Então a quantidade de movimento total logo antes é igual à soma das quantidades de movimento dos pedaços logo depois, componente por componente. Em kg e m/s:
Passo 2 — na vertical (para cima positivo):
Passo 3 — na horizontal (só C se move nessa direção):
Passo 4 — a velocidade da bomba. Antes da explosão, a bomba inteira (0,4 kg) tinha essa mesma quantidade de movimento:
E ela era horizontal, porque a componente vertical é zero.
Passo 5 — onde ela estava. Num lançamento oblíquo, a velocidade só é horizontal no ponto mais alto da parábola. Logo, a bomba explodiu exatamente na altura máxima.
⚠️ A armadilha: somar os módulos das velocidades ou olhar só para o pedaço C e responder 400 m/s (alternativas D e E). O que se conserva é a quantidade de movimento, um vetor, e ela se divide pela massa total da bomba.
A ideia em uma frase: na explosão a quantidade de movimento total se conserva: as partes verticais se cancelam, sobra a horizontal, e velocidade só horizontal é o topo da parábola.
Resposta: alternativa B (100 m/s, na altura máxima).
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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