USCS 2024 — questão 37 de Física

Gabarito CDinâmica — segunda lei de Newton na decolagem de um fogueteMedicina · Prova II · Versão 1

Enunciado da questão 37 de Física do USCS 2024 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Um dos responsáveis pelo sucesso da missão Apollo, que possibilitou a chegada do homem à Lua, foi o foguete Saturno V. Com altura aproximada de um edifício de 36 andares, três estágios e massa de $2{,}8 \times 10^{6}$ kg no momento da decolagem, o Saturno V era impulsionado verticalmente para cima com $34{,}5 \times 10^{6}$ N, provenientes dos motores do primeiro estágio. Considerando o valor de 10 $\text{m/s}^2$ para a aceleração da gravidade, nos momentos iniciais do lançamento do Saturno V, a aceleração vertical resultante desse foguete, relativamente ao solo, era de, aproximadamente,

(A) 5,0 $\text{m/s}^2$ .

(B) 12,0 $\text{m/s}^2$ .

(D) 10,0 $\text{m/s}^2$ .

(E) 1,5 $\text{m/s}^2$ .

(Enunciado: Vestibular USCS 2024, 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 aceleração do foguete logo na decolagem, sabendo o empuxo dos motores e a massa.

Passo 1 — as forças. Na decolagem agem duas forças verticais: o empuxo dos motores, para cima, e o peso, para baixo:

$P = m\,g = 2{,}8 \times 10^{6} \times 10$

$P = 28 \times 10^{6}\ \text{N}$

Passo 2 — a força resultante:

$F_R = 34{,}5 \times 10^{6} - 28 \times 10^{6}$

$F_R = 6{,}5 \times 10^{6}\ \text{N}$

Passo 3 — a aceleração (segunda lei de Newton):

$a = \frac{F_R}{m} = \frac{6{,}5 \times 10^{6}}{2{,}8 \times 10^{6}} \approx 2{,}3\ \text{m/s}^2$

O valor mais próximo entre as alternativas é 2,5 m/s².

⚠️ A armadilha: esquecer o peso e dividir o empuxo inteiro pela massa: 34,5/2,8 ≈ 12 m/s², a alternativa B. Só a parte do empuxo que sobra depois de vencer o peso acelera o foguete.

A ideia em uma frase: na decolagem, a aceleração vem da diferença entre o empuxo e o peso, dividida pela massa.

Resposta: alternativa C (2,5 $\text{m/s}^2$ ).

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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