UNESP 2022 (2ª fase) — questão 51 de Física

Gabarito CCinemática — lançamento horizontal do centro de massa2ª fase · Conhecimentos Específicos · Versão 1

Enunciado da questão 51 de Física do UNESP 2022 (2ª fase) — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Em treinamento para uma prova de trave olímpica, uma atleta faz uma saída do aparelho, representada em quatro imagens numeradas de I a IV, em que o ponto vermelho representa o centro de massa do corpo da atleta. A imagem I representa o instante em que a atleta perde contato com a trave, quando seu centro de massa apresenta velocidade horizontal $v_0$ . A imagem IV representa o instante em que ela toca o solo.

[Figura (fora de escala): uma trave olímpica à esquerda e, à direita dela, quatro imagens da atleta, I, II, III e IV, com o centro de massa marcado por um ponto vermelho sobre uma curva tracejada que desce em arco. Em I, o centro de massa está a 1,8 m do solo; em IV, com os pés tocando o solo, está a 1,0 m do solo. A distância horizontal entre o centro de massa em I e em IV é 2,0 m.]

(https://docplayer.com.br. Adaptado.)

Considerando que nesse movimento somente a força peso atua sobre a atleta e adotando $g = 10\ \text{m/s}^2$ , o valor de $v_0$ é

(A) 6,0 m/s.

(B) 3,0 m/s.

(D) 2,0 m/s.

(E) 4,0 m/s.

(Enunciado e figura: Vestibular Unesp 2022, 2ª fase — 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 horizontal com que o centro de massa da atleta sai da trave.

Passo 1 — é um lançamento horizontal. Só o peso atua, então o centro de massa se move como um projétil: na vertical, queda livre a partir do repouso (a velocidade inicial é só horizontal); na horizontal, movimento uniforme com $v_0$ .

Passo 2 — o tempo de voo, pela vertical. O centro de massa desce de 1,8 m para 1,0 m, ou seja, 0,8 m:

$h = \frac{g\,t^2}{2} \;\Rightarrow\; 0{,}8 = 5\,t^2$

$t^2 = 0{,}16 \;\Rightarrow\; t = 0{,}4\ \text{s}$

Passo 3 — a velocidade, pela horizontal. Nesse tempo, o centro de massa avança 2,0 m:

$v_0 = \frac{\Delta x}{t} = \frac{2{,}0}{0{,}4} = 5{,}0\ \text{m/s}$

⚠️ A armadilha: usar 1,8 m como altura de queda, como se o centro de massa chegasse ao chão. O tempo seria $\sqrt{0{,}36} = 0{,}6$ s e $v_0 \approx 3{,}3$ m/s, que nem está nas alternativas. Quando os pés tocam o solo (imagem IV), o centro de massa ainda está a 1,0 m de altura: a queda é de só 0,8 m.

A ideia em uma frase: no lançamento horizontal, a queda vertical dá o tempo, e o alcance horizontal dividido por esse tempo dá a velocidade inicial.

Resposta: alternativa C (5,0 m/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.

Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.

UNESP 2022 (2ª fase) — questão 51 de Física

Enunciado em texto

Resolução comentada

Vídeo em breve

Outras questões de Física do UNESP 2022 (2ª fase)