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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 78 da FUVEST 2020

1ª fase · Física: Lançamento horizontal e oblíquo

Um drone voando na horizontal, em relação ao solo (como indicado pelo sentido da seta na figura), deixa cair um pacote de livros. A melhor descrição da trajetória realizada pelo pacote de livros, segundo um observador em repouso no solo, é dada pelo percurso descrito na

Esquema mostrando um drone movendo-se na horizontal para a direita, com um pacote suspenso. Há uma seta indicando a aceleração da gravidade g para baixo e cinco trajetórias pontilhadas numeradas para o pacote atingir o solo: a trajetória 1 é uma parábola curvada para a esquerda; a 2 é uma linha vertical reta para baixo; a 3 é uma linha reta inclinada para a direita; a 4 é um arco de parábola para a direita; e a 5 vai em linha reta horizontal para a direita antes de descer verticalmente.

  1. A
    trajetória 1.
  2. B
    trajetória 2.
  3. C
    trajetória 3.
  4. D
    trajetória 4.
  5. E
    trajetória 5.
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Resolução comentada

Quando o pacote é solto, ele já estava junto com o drone, então tem a mesma velocidade horizontal v_0 dele (para a direita). Desprezando a resistência do ar, nenhuma força horizontal age sobre o pacote. Pela inércia, essa componente horizontal se mantém constante.

Na vertical, a única força é o peso. O pacote parte com velocidade vertical nula e acelera para baixo com g.

O movimento é a composição de dois movimentos independentes:

  1. Horizontal: MRU, x = v_0 t.
  2. Vertical: queda livre, y = \frac{g t^2}{2}.

Isolando t = x/v_0 e substituindo na vertical:

y = \frac{g}{2v_0^2}\,x^2

Isso é uma parábola, com vértice no ponto de lançamento e concavidade voltada para baixo, avançando para a direita, no sentido do drone. O pacote se afasta do ponto de lançamento horizontalmente enquanto cai.

Comparando com a figura: a trajetória 2 (vertical) seria a vista por quem está no drone, e não por quem está no solo. A 1 iria para trás, a 3 é reta inclinada (exigiria velocidade vertical constante) e a 5 exigiria que a velocidade horizontal sumisse de repente. Só a trajetória 4 é um arco de parábola que começa horizontal e vai para a direita.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa B engana quem esquece que o referencial é o solo: a queda reta vertical só vale no referencial do drone.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ACurva para trás, como se o pacote perdesse a velocidade horizontal e fosse para a esquerda, o que não tem causa física.
  • BQueda vertical é o que vê quem está no drone, não o observador no solo.
  • CReta inclinada exigiria velocidade vertical constante, mas a gravidade acelera o pacote, então a trajetória é curva.
  • ESupõe que a velocidade horizontal desaparece de repente; na ausência de forças horizontais ela se mantém.

Assunto: Lançamento horizontal e oblíquo.

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