UNESP 2025 (2ª fase) — questão 19 de Física

DiscursivaCinemática — MUV na decolagem (Torricelli) e consumo em voo de cruzeiro2ª fase · Conhecimentos Específicos · Física (discursiva)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 19 de Física do UNESP 2025 (2ª fase)

Enunciado em texto

Em aviação há algumas velocidades típicas referentes a alguns procedimentos e momentos do voo, cujos valores são específicos para cada aeronave. Duas dessas velocidades são:

• velocidade V1V_1: velocidade máxima, durante a corrida para decolagem, para a decisão do piloto de decolar ou desistir da decolagem. Até a velocidade V1V_1, é possível desistir da decolagem com segurança. Acima dessa velocidade, a decolagem é obrigatória.

• velocidade de cruzeiro (VcruzV_{\text{cruz}}): velocidade constante em que uma aeronave opera durante a maior parte do voo.

Considere que, para uma aeronave de grande porte com dois motores decolar de um aeroporto, cuja pista de decolagem tem 1 750 m de comprimento, os valores de V1V_1 e de VcruzV_{\text{cruz}} sejam, respectivamente, 140 nós e 500 nós, e que o consumo médio dessa aeronave seja de 1 100 kg de querosene de aviação, por hora e por motor, durante um voo com velocidade de cruzeiro.

(Figura: um avião parado no solo com V0=0V_0 = 0; mais à frente, o mesmo avião com velocidade V1V_1 (seta para a direita); a distância entre essas duas posições está cotada como "70% do comprimento da pista de decolagem". Uma linha tracejada mostra o avião deixando o solo e subindo até voar na horizontal com VcruzV_{\text{cruz}}. Indicação "fora de escala".)

Sabendo que 1 m/s = 3,6 km/h = 2 nós e que, para atingir a velocidade V1V_1, essa aeronave tem de percorrer 70% do comprimento da pista, partindo do repouso e com aceleração escalar constante, calcule:

a) a intensidade da aceleração da aeronave, em m/s², em sua corrida para decolagem, até atingir a velocidade V1V_1.

b) o consumo de querosene da aeronave, em kg, em um voo em que ela tenha permanecido com a velocidade de cruzeiro por 3 600 km.

(Enunciado e figura: Vestibular Unesp 2025, 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) a aceleração constante do avião na corrida até V1V_1; (b) quantos quilos de querosene ele queima em 3 600 km de cruzeiro.

Item (a) — converter e medir. Como 2 nós = 1 m/s, basta dividir por 2: V1=140/2=70V_1 = 140/2 = 70 m/s. A distância percorrida até V1V_1 é 70% da pista:

ΔS=0,7⋅1750=1225 m\Delta S = 0{,}7 \cdot 1750 = 1225\ \text{m}

Item (a) — Torricelli. Aceleração constante, partida do repouso, e o tempo não é dado: é a situação típica da equação de Torricelli.

V12=V02+2 a ΔSV_1^2 = V_0^2 + 2\,a\,\Delta S

702=0+2⋅a⋅122570^2 = 0 + 2 \cdot a \cdot 1225

a=49002450=2 m/s2a = \frac{4900}{2450} = 2\ \text{m/s}^2

Item (b) — a velocidade de cruzeiro em km/h. Primeiro em m/s, depois em km/h:

Vcruz=5002=250 m/sV_{\text{cruz}} = \frac{500}{2} = 250\ \text{m/s}

250⋅3,6=900 km/h250 \cdot 3{,}6 = 900\ \text{km/h}

Item (b) — o tempo de voo. Em cruzeiro a velocidade é constante (movimento uniforme):

Δt=3600900=4 h\Delta t = \frac{3600}{900} = 4\ \text{h}

Item (b) — o consumo. O consumo é de 1 100 kg por hora e por motor, e o avião tem dois motores:

1100⋅4⋅2=8800 kg1100 \cdot 4 \cdot 2 = 8800\ \text{kg}

⚠️ A armadilha: no item (b), esquecer o "por motor" e responder 4 400 kg. No item (a), usar a pista inteira (1 750 m) em vez de 70% dela: a aceleração sairia 1,4 m/s². E cuidado com a conversão: 140 nós são 70 m/s (divide por 2), não 280 m/s.

A ideia em uma frase: sem tempo no problema de MUV, Torricelli; no cruzeiro, tempo = distância/velocidade, e o consumo se multiplica por horas e por motores.

Resposta: (a) a=2a = 2 m/s²; (b) 8 800 kg de querosene.

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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