UNESP 2023 (2ª fase) — questão 51 de Física
Enunciado em texto
A diferença entre andar e correr é que, quando andamos, mantemos pelo menos um dos pés em contato com o solo, enquanto que, ao correr, ficamos parte do tempo com os dois pés fora do solo. Para um adulto, quando sua velocidade, ao caminhar, ultrapassa o valor de 2 m/s, passa a ser mais confortável e energeticamente vantajoso começar a correr. O gráfico mostra, aproximadamente, como varia a potência total produzida pelo corpo desse adulto em função da velocidade, durante uma caminhada e durante uma corrida.
[Gráfico: P (W) em função de v (m/s), com marcas 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 e 3,0 no eixo horizontal. Duas curvas: “Andar” (curva que sobe cada vez mais inclinada) e “Correr” (reta menos inclinada); elas se cruzam em v = 2,0 m/s. Linhas tracejadas mostram que, em v = 1,5 m/s, a curva “Andar” está em 480 W e, em v = 2,5 m/s, a reta “Correr” está em 880 W.]
(Otaviano Helene. Física e esportes, 2019. Adaptado.)
Uma pessoa adulta dirigia-se para um ponto de ônibus caminhando rapidamente com velocidade constante de 1,5 m/s, mantendo essa velocidade por 20 s. Ao perceber que o ônibus em que iria embarcar se aproximava, essa pessoa inicia uma corrida com velocidade também constante de 2,5 m/s, mantendo essa velocidade por 10 s. Durante os 30 s descritos, a energia total transformada por essa pessoa foi de
(A) 18 400 J.
(B) 16 200 J.
(C) 17 800 J.
(D) 15 600 J.
(E) 16 500 J.
(Enunciado e figura: Vestibular Unesp 2023, 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 energia que o corpo transformou nos 30 s: 20 s andando a 1,5 m/s e 10 s correndo a 2,5 m/s.
Passo 1 — a potência em cada trecho, lida no gráfico. Andando a 1,5 m/s, vale a curva “Andar”: 480 W. Correndo a 2,5 m/s, vale a reta “Correr”: 880 W.
Passo 2 — energia é potência vezes tempo. Potência é energia por segundo; com potência constante em cada trecho:
Passo 3 — somando:
⚠️ A armadilha: tirar a média das potências e multiplicar pelo tempo total: J, que nem está nas alternativas. A média simples só valeria se os dois trechos durassem o mesmo tempo; aqui um dura o dobro do outro, e cada energia tem de ser calculada com o seu tempo.
A ideia em uma frase: com potência constante em cada trecho, a energia é P·Δt de cada um, somadas; o gráfico só serve para ler a potência certa em cada velocidade.
Resposta: alternativa A (18 400 J).
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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