UNIFIMES 2025 (Mineiros, 1º semestre) — questão 37 de Física
Enunciado em texto
O skate é um dos mais novos esportes olímpicos, tendo estreado nos Jogos Olímpicos de Tóquio, que foram realizados em 2021. Uma das modalidades desse esporte é o Park, na qual os atletas competem em uma pista de rampas, lombadas e saltos.
Suponha que um atleta se aproxime da rampa mostrada na figura com velocidade constante v.
[Figura: um skatista sobre o skate, no trecho horizontal do chão, com uma seta para a direita marcada v. À direita, o chão se curva para cima numa rampa côncava que vai ficando cada vez mais inclinada até ficar vertical no topo.]
Desprezando-se as forças de atrito, o gráfico que melhor representa a variação da energia cinética desse atleta em função do tempo, considerando o instante inicial desenhado (t = 0) até o momento que o atleta atinge o topo da rampa (t), é
(A) [Gráfico: × tempo; reta decrescente, de um valor positivo em 0 até zero em t.]
(B) [Gráfico: × tempo; curva que começa num valor positivo quase horizontal e vai caindo cada vez mais depressa, chegando a zero em t (concavidade para baixo).]
(C) [Gráfico: × tempo; curva que começa alta e cai muito depressa no início, depois vai se achatando e chega a zero em t (concavidade para cima).]
(D) [Gráfico: × tempo; curva que começa perto de zero e cresce cada vez mais depressa até t.]
(E) [Gráfico: × tempo; curva em arco que começa em zero, sobe até um máximo e volta a zero em t.]
(Enunciado e figura: Vestibular de Medicina UNIFIMES 2025 (1º semestre), câmpus Mineiros — UNIFIMES/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário de Mineiros (UNIFIMES) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a forma do gráfico da energia cinética do skatista entre o instante desenhado e o topo da rampa.
Passo 1 — de onde vem e para onde vai a energia. Sem atrito, a energia mecânica se conserva. À medida que o skatista sobe, ganha energia potencial e perde a mesma quantidade de energia cinética. No topo da rampa (vertical), ele para: a energia cinética chega a zero. Ela só diminui: eliminamos D e E.
Passo 2 — a rapidez da queda no início. A taxa com que a energia cinética muda é a potência do peso, que depende da componente vertical da velocidade:
No começo, o skatista está no trecho horizontal (ou quase): , e a energia cinética praticamente não muda. O gráfico começa quase horizontal. Isso elimina A (que cai no mesmo ritmo desde o início) e C (que cai mais depressa justamente no início).
Passo 3 — a rapidez da queda depois. Conforme a rampa fica mais inclinada, a velocidade aponta cada vez mais para cima, cresce e a energia cinética cai cada vez mais depressa. É a curva da alternativa B, com a concavidade para baixo.
Conferindo: no trecho final, já vertical, a perda desacelera de novo, porque (e com ele ) vai a zero; esse detalhe dura pouco e não aparece no esboço. Entre as opções, B é a única que começa quase plana e cai cada vez mais rápido, que é o que domina o movimento.
⚠️ A armadilha: pensar que a energia cinética cai em linha reta (alternativa A), como se a desaceleração fosse a mesma o tempo todo. Ela depende da inclinação da rampa naquele ponto, que vai mudando.
A ideia em uma frase: a energia cinética só se perde para a potencial quando há subida; numa rampa que vai ficando mais íngreme, ela cai devagar no início e cada vez mais depressa depois.
Resposta: alternativa B (começa quase plana e cai cada vez mais depressa até zero).
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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