PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 51 (1º exame) da FUVEST 2002
Texto-base das questões 41 a 60 · V
OBSERVAÇÃO (para todas as questões de Física): o valor da aceleração da gravidade na superfície da Terra é representado por g. Quando necessário adote: para g, o valor de 10\ \text{m}/s^2; para a massa específica (densidade) da água, o valor de 1.000\ \text{kg/m}^3 = 1\text{g/cm}^3; para o calor específico da água, o valor de 1{,}0\ \text{cal /(g.}^\circ\text{C)} ( 1\text{ caloria} \cong 4\text{ joules}).
Em decorrência de fortes chuvas, uma cidade do interior paulista ficou isolada. Um avião sobrevoou a cidade, com velocidade horizontal constante, largando 4 pacotes de alimentos, em intervalos de tempos iguais. No caso ideal, em que a resistência do ar pode ser desprezada, a figura que melhor poderia representar as posições aproximadas do avião e dos pacotes, em um mesmo instante, é

As alternativas estão no enunciado, acima.
- A
- B
- C
- D
- E
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Resolução comentada
Sem resistência do ar, cada pacote, ao ser largado, mantém a velocidade horizontal do avião, que é constante. Na horizontal o movimento é uniforme, com a mesma velocidade v do avião. Assim, em qualquer instante, todos os pacotes estão na mesma vertical do avião, logo ficam alinhados abaixo dele. Isso elimina as figuras a), d) e e), em que os pacotes ficam para trás.
Na vertical, cada pacote cai em queda livre, partindo do repouso (em relação ao eixo vertical):
O pacote largado primeiro tem tempo de queda maior. Se os pacotes são largados em intervalos T, os tempos de queda são 3T, 2T, T e 0 (o último está saindo do avião). As distâncias abaixo do avião são proporcionais a:
- (3T)^2 = 9T^2
- (2T)^2 = 4T^2
- T^2 = 1T^2
As distâncias entre pacotes consecutivos são proporcionais a 9-4=5, 4-1=3 e 1-0=1. Elas aumentam de cima para baixo, pois a velocidade vertical cresce com o tempo. Portanto os pacotes ficam na mesma vertical, com espaçamento crescente para baixo, o que corresponde à figura b). A figura c) teria espaçamentos iguais, o que só ocorreria em velocidade vertical constante.
Alternativa B.
Pegadinha: A alternativa C engana quem acha que, por estarem na mesma vertical, os pacotes têm espaçamento igual, esquecendo que a queda é acelerada.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AMostra os pacotes atrás do avião, o que só ocorreria com resistência do ar; sem ela a velocidade horizontal se conserva.
- CAlinha na vertical, mas com espaçamentos iguais, ignorando que a queda é acelerada.
- DPacotes ficam para trás em curva, contrariando a conservação da velocidade horizontal.
- ELinha diagonal atrás do avião, também incompatível com movimento horizontal uniforme igual ao do avião.
Assuntos: Lançamento horizontal e oblíquo, Queda livre e lançamento vertical, Cinemática vetorial e composição de movimentos.
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Fonte: FUVEST 2002 · 1º exame. Prova oficial ↗