PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 126 do ENEM 2025
Segundo o princípio da independência dos movimentos, de Galileu, sempre que a velocidade resultante de um corpo puder ser decomposta em duas ou mais componentes perpendiculares entre si, cada um desses movimentos poderá ser analisado separadamente como se os outros não existissem. Esse princípio é muito útil para a simplificação de alguns problemas reais, em três dimensões.
Considere um avião que, ao decolar, é instruído pela torre a atingir, em 6 minutos, uma posição de 20\text{ km} a Leste, 20\text{ km} a Norte e 1\text{ km} de altitude em relação ao ponto de decolagem, conforme a figura (fora de escala). No entanto, no instante da decolagem, começa a soprar um vento cujo vetor velocidade tem componentes 30\text{ km/h} para Leste, 20\text{ km/h} para Sul e 1\text{ km/h} de cima para baixo.

Durante a ação do vento, a velocidade \vec{v} que o piloto deve estabelecer em relação ao ar para que o avião chegue à posição esperada no tempo indicado tem as componentes
- A230\text{ km/h} para Leste, 180\text{ km/h} para Sul e 9\text{ km/h} para baixo.
- B230\text{ km/h} para Leste, 180\text{ km/h} para Norte e 9\text{ km/h} para cima.
- C200\text{ km/h} para Oeste, 200\text{ km/h} para Norte e 10\text{ km/h} para cima.
- D170\text{ km/h} para Leste, 220\text{ km/h} para Norte e 11\text{ km/h} para cima.
- E170\text{ km/h} para Leste, 180\text{ km/h} para Norte e 11\text{ km/h} para cima.
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Resolução comentada
A ideia é a composição de velocidades: a velocidade do avião em relação ao solo é a soma da velocidade em relação ao ar (a que o piloto controla) com a velocidade do vento. Pelo princípio de Galileu, tratamos cada direção separadamente.
O tempo é 6\ \text{min} = 0{,}1\ \text{h}. A velocidade necessária em relação ao solo, em cada direção, é o deslocamento dividido por esse tempo:
- Leste: \dfrac{20}{0{,}1} = 200\ \text{km/h}
- Norte: \dfrac{20}{0{,}1} = 200\ \text{km/h}
- Vertical (para cima): \dfrac{1}{0{,}1} = 10\ \text{km/h}
O piloto deve fornecer \vec{v}_{ar} = \vec{v}_{solo} - \vec{v}_{vento}, componente a componente:
- Leste: o vento já empurra 30\ \text{km/h} para Leste, então 200 - 30 = 170\ \text{km/h} para Leste.
- Norte: o vento empurra 20\ \text{km/h} para Sul, ou seja, -20 no eixo Norte. Logo 200 - (-20) = 220\ \text{km/h} para Norte.
- Vertical: o vento empurra 1\ \text{km/h} para baixo, ou seja, -1 na vertical. Logo 10 - (-1) = 11\ \text{km/h} para cima.
O piloto precisa compensar o vento: onde o vento ajuda (Leste), ele diminui o esforço; onde atrapalha (Sul e para baixo), ele aumenta.
Alternativa D.
Pegadinha: A alternativa E engana ao acertar Leste e vertical, mas erra o sinal na componente Norte: como o vento sopra para o Sul, é preciso somar 20, não subtrair.
Por que as outras alternativas estão erradas
- ASoma o vento em vez de subtrair e usa sentidos Sul e para baixo, além de valores que não correspondem ao tempo de 0,1 h.
- BErra a conversão de tempo/valores e soma o vento na componente Leste, além de valores incoerentes no Norte e na vertical.
- CIgnora o vento: são as velocidades necessárias em relação ao solo, e ainda troca Leste por Oeste.
- ESubtrai o vento Sul do Norte (200 − 20 = 180) em vez de somar, errando o sinal apenas nessa componente.
Assuntos: Cinemática vetorial e composição de movimentos, Velocidade média e movimento uniforme.
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