USCS 2021 (2º semestre) — questão 36 de Física

Gabarito CCinemática — movimento circular: velocidade angular e número de voltasMedicina · 2º semestre · Prova II · Versão 1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 36 de Física do USCS 2021 (2º semestre)

Enunciado em texto

As sementes do fruto de certa árvore têm a forma de uma hélice. Assim, quando o fruto no alto da árvore se abre, as sementes caem girando, permanecendo no ar por longo tempo e podendo percorrer grandes distâncias. Suponha que, ao cair, uma dessas sementes girou com velocidade angular média de 3,0 π3{,}0\,\pi rad/s e permaneceu no ar por 24 s antes de chegar ao solo. Nesse movimento, essa semente realizou um número de voltas igual a

(A) 48.

(B) 8.

(C) 36.

(D) 12.

(E) 72.

(Enunciado: Vestibular USCS 2021 (2º semestre), Medicina, Prova II — USCS/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Municipal de São Caetano do Sul (USCS) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: quantas voltas completas a semente dá durante os 24 s de queda.

Passo 1 — o ângulo total girado. Velocidade angular média é o ângulo descrito dividido pelo tempo. Então o ângulo total é:

Δθ=ω Δt=3,0π×24\Delta\theta = \omega\,\Delta t = 3{,}0\pi \times 24

Δθ=72π rad\Delta\theta = 72\pi\ \text{rad}

Passo 2 — de radianos para voltas. Uma volta completa corresponde a 2π2\pi rad:

N=72π2π=36 voltasN = \frac{72\pi}{2\pi} = 36\ \text{voltas}

Conferindo por outro caminho: ω=2πf\omega = 2\pi f dá f=3,0π/2π=1,5f = 3{,}0\pi/2\pi = 1{,}5 volta por segundo. Em 24 s: 1,5 × 24 = 36 voltas.

⚠️ A armadilha: esquecer que uma volta vale 2π2\pi rad e “cortar” só o π: 3,0 × 24 = 72, a alternativa E. O número que multiplica o π não é o número de voltas por segundo; é o dobro dele.

A ideia em uma frase: ângulo = ω·Δt; para contar voltas, divida esse ângulo por 2π.

Resposta: alternativa C (36 voltas).

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.

Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.

Outras questões de Física do USCS 2021 (2º semestre)

Gabarito e resolução de todas as questões de Física do USCS 2021 (2º semestre) →

Mais questões de Cinemática, de todas as bancas, resolvidas passo a passo. Ver todos os assuntos →