UNICAMP 1999 (2ª fase) — questão 1 de Física

Enunciado em texto
Considere sempre que necessário para a resolução da prova.
A figura abaixo mostra o esquema simplificado de um dispositivo colocado em uma rua para controle de velocidade de automóveis (dispositivo popularmente chamado de radar).
(Figura: uma rua vista de cima, com um carro vindo da esquerda e andando para a direita (seta). Atravessando a rua há dois sensores, e, mais adiante, , separados por m; os dois estão ligados a um computador, que está ligado a uma câmera. Mais adiante, depois dos sensores, uma linha tracejada atravessa a rua.)
Os sensores S₁ e S₂ e a câmera estão ligados a um computador. Os sensores enviam um sinal ao computador sempre que são pressionados pelas rodas de um veículo. Se a velocidade do veículo está acima da permitida, o computador envia um sinal para que a câmera fotografe sua placa traseira no momento em que esta estiver sobre a linha tracejada. Para um certo veículo, os sinais dos sensores foram os seguintes:
(Gráfico: sinais de (em cima) e de (embaixo) em função de (s), com o eixo marcado em 0; 0,1; 0,2 e 0,3 e linhas verticais pontilhadas a cada 0,05 s. dá um pulso estreito em e outro em s. dá um pulso em s e outro em s.)
a) Determine a velocidade do veículo em km/h.
b) Calcule a distância entre os eixos do veículo.
(Enunciado e figura: Vestibular Unicamp 1999, 2ª fase — Comvest/Unicamp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à UNICAMP.
Resolução comentada
O que a questão pede: (a) a velocidade do carro, a partir dos sinais dos sensores; (b) a distância entre o eixo da frente e o de trás.
Item (a) — as rodas da frente. O primeiro pulso de (em t = 0) e o primeiro de (em t = 0,1 s) são as rodas dianteiras passando por cada sensor. Elas andaram os 2 m entre os sensores em 0,1 s:
Conferindo: as rodas traseiras passam por em 0,15 s e por em 0,25 s: também 0,1 s para 2 m. A velocidade ficou constante.
Item (b) — o tempo entre os eixos. Pelo mesmo sensor passam a roda da frente (t = 0) e, depois, a de trás (t = 0,15 s). Nesse tempo o carro avançou exatamente a distância entre os eixos:
⚠️ A armadilha: no item (b), usar o intervalo entre o primeiro pulso de e o primeiro de (0,1 s), que dá 2 m: isso é só a distância entre os sensores. A distância entre os eixos sai de dois pulsos do mesmo sensor.
A ideia em uma frase: pulsos de sensores diferentes para a mesma roda dão a velocidade; pulsos do mesmo sensor para rodas diferentes dão a distância entre os eixos.
Resposta: (a) m/s km/h; (b) 3,0 m.
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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