PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 83 (CFS 2) da EEAR 2023

CFS 2 · Física: Lançamento horizontal e oblíquo

– Em uma feira estudantil de Ciências, ocorreu uma competição de lançamento de foguetes construídos com garrafas plásticas de refrigerantes, impulsionados com água e ar comprimido. Em um lançamento oblíquo, com o ângulo que proporciona o maior alcance, a equipe vencedora conseguiu atingir a distância de 180 metros em 6 segundos após ser lançado.

Assinale a alternativa que preenche corretamente a frase a seguir.

Esse foguete lançado verticalmente com o valor do módulo da velocidade de lançamento idêntico ao do lançamento oblíquo, atingirá uma altura de ______ metros.

Observação: despreze o atrito com o ar em ambos os lançamentos e utilize a intensidade da aceleração da gravidade no local como g = 10\text{ m/s}^2.

  1. A
    30
  2. B
    45
  3. C
    90
  4. D
    180
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

O maior alcance num lançamento oblíquo (sem atrito, mesma altura de partida e chegada) ocorre com ângulo de 45^\circ. Nesse caso, v_{0x} = v_{0y}.

Passo a passo:

  1. O tempo de voo é t = 6\ \text{s}. Na vertical, o foguete sobe e desce, então t = \dfrac{2v_{0y}}{g}. Logo: v_{0y} = \dfrac{g\,t}{2} = \dfrac{10 \cdot 6}{2} = 30\ \text{m/s}.

  2. Conferindo com o alcance: v_{0x} = \dfrac{180}{6} = 30\ \text{m/s}. Como v_{0x} = v_{0y}, o ângulo de 45^\circ está confirmado.

  3. O módulo da velocidade de lançamento é v_0 = \sqrt{30^2 + 30^2} = 30\sqrt{2}\ \text{m/s}.

  4. No lançamento vertical com essa mesma velocidade, a altura máxima vem de Torricelli (v = 0 no topo):

H = \frac{v_0^2}{2g} = \frac{(30\sqrt{2})^2}{2\cdot 10} = \frac{1800}{20} = 90\ \text{m}

Assim, o foguete lançado verticalmente chega a 90\ \text{m}, o dobro da altura máxima do lançamento oblíquo (que é 45\ \text{m}, pois só a componente vertical de 30\ \text{m/s} conta).

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa B engana: é a altura máxima do lançamento oblíquo (45 m), mas a questão pede a altura no lançamento vertical com o módulo total da velocidade.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Ausa apenas v_{0y}=30 como se fosse a velocidade de lançamento, em vez de v_0=30\sqrt{2}, e confunde velocidade com altura.
  • Bé a altura máxima do próprio lançamento oblíquo, calculada só com a componente vertical de 30\ \text{m/s}.
  • Dconfunde com o alcance horizontal de 180 m, que não tem relação com a altura do lançamento vertical.

Assuntos: Lançamento horizontal e oblíquo, Queda livre e lançamento vertical.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 83 no caderno CFS 2 da EEAR 2023

Fonte: EEAR 2023 · CFS 2. Prova oficial ↗