UPE 2021 (SSA 1) — questão 24 de Física

Gabarito ECinemática — queda livre da água até o topo das chamasSSA 1 · processo 2021 · 1ª fase · 1º dia
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 24 de Física do UPE 2021 (SSA 1)

Enunciado em texto

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade g=10,0 m/s2g = 10{,}0\ \text{m/s}^2.

Aeronaves da Marinha do Brasil reforçam os trabalhos de combate às queimadas no Pantanal, que estão devastando boa parte da maior área alagada do Planeta. A densa camada de fumaça que encobria a cidade nos últimos dias diminuiu, porém os focos de queimadas seguem na região. As labaredas das chamas chegam a 55 m de altura. Ficou estabelecido que, além dos helicópteros da Marinha, aeronaves da Força Aérea Brasileira e do Exército Brasileiro começarão a atuar no trabalho de combate às queimadas.

Disponível em: https://diarionline.com.br/?s=noticia&id=118787. Acesso em: 04 nov. 2020. (Adaptado)

Se um helicóptero de combate a incêndios despeja água a 180 m de altura em relação ao solo, em quanto tempo, em segundos, a água e as chamas mais altas entram em contato? Despreze efeitos resistivos e considere que a água é abandonada do repouso.

A) 1

B) 2

C) 3

D) 4

E) 5

(Enunciado: SSA 1 — UPE 2021, Sistema Seriado de Avaliação — Universidade de Pernambuco.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Pernambuco (UPE).

Resolução comentada

O que a questão pede: o tempo que a água, solta do repouso a 180 m do solo, leva para chegar ao topo das chamas, que fica a 55 m do solo.

Passo 1 — quanto a água cai. A água não precisa chegar ao solo, só ao topo das labaredas. A altura de queda é a diferença:

h=180−55=125 mh = 180 - 55 = 125\ \text{m}

Passo 2 — queda livre a partir do repouso. Sem resistência do ar, a água cai com aceleração gg e velocidade inicial nula, então a distância percorrida é h=12gt2h = \frac{1}{2} g t^2:

125=12⋅10⋅t2125 = \tfrac{1}{2} \cdot 10 \cdot t^2

t2=25  ⇒  t=5 st^2 = 25 \;\Rightarrow\; t = 5\ \text{s}

Conferindo: em 5 s de queda livre, a água desce 5⋅52=1255 \cdot 5^2 = 125 m e está a 180−125=55180 - 125 = 55 m do solo, exatamente a altura das chamas mais altas.

⚠️ A armadilha: usar os 180 m inteiros, que dá t=36=6t = \sqrt{36} = 6 s (fora das alternativas), ou usar os 55 m como altura de queda: t=11≈3,3t = \sqrt{11} \approx 3{,}3 s, que leva a marcar a C.

A ideia em uma frase: a altura que importa é a distância entre o ponto de largada e o alvo: 180 − 55 = 125 m, percorridos em 5 s de queda livre.

Resposta: alternativa E (5 s).

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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