USCS 2024 (2º semestre) — questão 36 de Física

Gabarito ECinemática — velocidade escalar média em dois trechosMedicina · 2º semestre · Prova II · Versão 1

Enunciado da questão 36 de Física do USCS 2024 (2º semestre) — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Leia o texto para responder às questões 36 e 37.

A empresa privada Intuitive Machines pousou, em 22 de fevereiro de 2024, uma sonda na Lua, marcando o retorno da presença dos Estados Unidos no satélite natural da Terra após 52 anos das missões Apollo. A sonda, de 675 kg, pairou a 30 metros do local selecionado para o pouso e iniciou uma descida vertical a 3 m/s. Nos últimos momentos, a sonda freou para uma descida de 1 m/s até alunissar.

(https://oglobo.globo.com. Adaptado.)

Suponha que, durante a descida vertical de 30 metros, a sonda tenha percorrido 27 metros com velocidade constante de 3 m/s e que, então, tenha descido o restante do percurso com velocidade constante de 1 m/s. Assumindo que o tempo de desaceleração tenha sido desprezível, a velocidade escalar média da descida da sonda foi igual a

(A) 3,0 m/s.

(B) 1,0 m/s.

(D) 1,5 m/s.

(E) 2,5 m/s.

(Enunciado: Vestibular USCS 2024 (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: a velocidade escalar média nos 30 m de descida, que tem um trecho rápido e um trecho lento.

Passo 1 — o tempo de cada trecho. Em cada trecho a velocidade é constante, então $\Delta t = \Delta s / v$ :

$\Delta t_1 = \frac{27}{3} = 9\ \text{s}$

$\Delta t_2 = \frac{30 - 27}{1} = 3\ \text{s}$

Passo 2 — a velocidade média. Velocidade escalar média é a distância total dividida pelo tempo total:

$v_m = \frac{30}{9 + 3} = \frac{30}{12} = 2{,}5\ \text{m/s}$

Conferindo: o resultado tem de ficar entre 1 m/s e 3 m/s, e mais perto de 3 m/s, porque a sonda passou 9 dos 12 segundos a 3 m/s.

⚠️ A armadilha: fazer a média simples das velocidades, (3 + 1)/2 = 2,0 m/s, a alternativa C. Essa média só valeria se a sonda passasse o mesmo tempo em cada velocidade; aqui ela passa 9 s a 3 m/s e só 3 s a 1 m/s.

A ideia em uma frase: velocidade média é distância total sobre tempo total — nunca a média das velocidades.

Resposta: alternativa E (2,5 m/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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