Questão F01 da 2ª fase da FUVEST 2009
O salto que conferiu a medalha de ouro a uma atleta brasileira, na Olimpíada de 2008, está representado no esquema ao lado, reconstruído a partir de fotografias múltiplas. Nessa representação, está indicada, também, em linha tracejada, a trajetória do centro de massa da atleta (CM). Utilizando a escala estabelecida pelo comprimento do salto, de 7{,}04\text{ m}, é possível estimar que o centro de massa da atleta atingiu uma altura máxima de 1{,}25\text{ m} (acima de sua altura inicial), e que isso ocorreu a uma distância de 3{,}0\text{ m}, na horizontal, a partir do início do salto, como indicado na figura. Considerando essas informações, estime:

a) O intervalo de tempo \mathbf{t}_1, em s, entre o instante do início do salto e o instante em que o centro de massa da atleta atingiu sua altura máxima.
b) A velocidade horizontal média, \mathbf{V}_\text{H}, em m/s, da atleta durante o salto.
c) O intervalo de tempo \mathbf{t}_2, em s, entre o instante em que a atleta atingiu sua altura máxima e o instante final do salto.
| Note e Adote: Desconsidere os efeitos da resistência do ar. |
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Resolução comentada
a) Na subida, só a gravidade atua na vertical, e no ponto mais alto a velocidade vertical é nula. Esse trecho equivale a uma queda livre de 1{,}25\ \text{m} vista ao contrário. Como a figura mostra g, adotei g = 10\ \text{m/s}^2 (o enunciado não informa o valor).
t_1 = 0{,}5\ \text{s}
b) Sem resistência do ar, não há força horizontal. Logo, a velocidade horizontal é constante durante todo o salto (MRU na horizontal). No intervalo t_1, o centro de massa percorre 3{,}0\ \text{m} na horizontal:
V_H = 6{,}0\ \text{m/s}
c) Do ponto mais alto até o fim do salto, faltam na horizontal:
Como V_H é constante:
O valor é maior que t_1. Isso é coerente com a figura: o centro de massa termina o salto abaixo da altura em que o começou, então a descida dura mais que a subida.
t_2 \approx 0{,}67\ \text{s}
Assuntos: lançamento oblíquo, cinemática, queda livre.
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