UNITAU 2022 (verão) — questão 67 de Física

Enunciado em texto
A situação apresentada no texto abaixo será usada para as questões 66 e 67.
A figura abaixo mostra duas pessoas que, partindo de um mesmo plano (Terra), decidem subir uma mesma elevação, porém seguindo por caminhos diferentes. O da esquerda optou por seguir um caminho mais curto, com 30m de comprimento, porém mais íngreme. O do lado direito optou por seguir um caminho mais longo e menos íngreme, com 40m de comprimento. A distância inicial entre os 2 homens era de 50m. A fim de fazer estimativas sobre a situação apresentada, considere a elevação como sendo um triângulo retângulo perfeito com catetos de 30m e 40m, sendo a hipotenusa de 50m e que as duas pessoas chegam no ponto mais alto da elevação ao mesmo tempo.
[Figura: à esquerda, o desenho de um morro azul com uma pessoa ao pé de cada encosta; uma seta aponta para o esquema à direita, um triângulo retângulo com a base horizontal no chão medindo 50 m (a distância entre as duas pessoas, uma em cada ponta da base). O ângulo reto está no vértice de cima. O lado da esquerda, mais curto e mais inclinado, mede 30m; o lado da direita, mais longo e menos inclinado, mede 40 m.]
Considere que o caminho de 30m foi percorrido com uma velocidade constante de 3m/s, paralela ao deslocamento. O caminho menos íngreme, de 40m, foi percorrido com uma velocidade de 4m/s, também constante e paralela ao deslocamento. Adotando que o módulo da aceleração gravitacional terrestre é de 10m/s², assinale a alternativa que contém os valores CORRETOS para as potências dos dois movimentos de subida (lado esquerdo e lado direito).
a) kW e kW.
b) kW e kW.
c) kW e kW.
d) kW e kW.
e) kW e kW.
(Enunciado e figura: Vestibular de Verão UNITAU 2022, Medicina — Universidade de Taubaté.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Taubaté (UNITAU).
Resolução comentada
O que a questão pede: a potência de cada pessoa na subida. A questão não repete as massas; usamos as da questão 66 (90 kg na esquerda, 80 kg na direita), que é o que leva às alternativas.
Passo 1 — as forças. Subindo com velocidade constante, cada um faz uma força igual à componente do peso ao longo da rampa. A altura do morro é 24 m (veja a questão 66), e daí:
Passo 2 — a potência. Com força e velocidade na mesma direção, :
Conferindo pelo tempo: os dois levam 10 s (30/3 e 40/4, coerente com “chegam ao mesmo tempo”). Potência é energia sobre tempo: dá W e W.
⚠️ A armadilha: multiplicar o peso inteiro pela velocidade ( kW e kW). O peso é vertical e a velocidade é ao longo da rampa: só a componente vertical da velocidade (ou só a componente do peso ao longo da rampa) entra na conta.
A ideia em uma frase: potência é força vezes velocidade na mesma direção — ou, igualmente, o ganho de energia potencial dividido pelo tempo da subida.
Resposta: alternativa A (2,16 kW e 1,92 kW).
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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