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BAHIANA · 2023.2 — Medicina — Prova Discursiva — Questões de Física comentadas — Método TEF

Escola Bahiana de Medicina e Saúde Pública

PROSEF 2023.2 — Processo Seletivo Formativo · Prova Discursiva de Ciências da Natureza e suas Tecnologias · Física Q5 · aplicada em 11/06/2023.

Questão discursiva: o campo Distratores da auditoria TEF é registrado como “—”, pois não há alternativas objetivas. A resposta segue o padrão de respostas definitivo divulgado pela Bahiana em 28/06/2023.
Q5
Mecânica — Energia — Energia Mecânica Dissipada na Queda com Paraquedas

Aeronaves da Força Aérea Brasileira (FAB) têm feito lançamentos diários de cargas, os chamados ressuprimentos aéreos, para enviar mantimentos às aldeias indígenas Yanomami, no oeste de Roraima. A região é uma das mais atingidas pelos efeitos do garimpo ilegal, que tem agravado a saúde de indígenas, além do aumento da violência. Segundo a FAB, os suprimentos são lançados de $200{,}0\text{ m}$ de altura e chegam ao 4º Pelotão de Fronteira (4º PEF – Surucucu), com a ajuda de paraquedas, que suportam até $200{,}0\text{ kg}$ cada.

Disponível em: <https://agenciabrasil.ebc.com.br/direitos-humanos>. Acesso: maio 2023.

Sabe-se que um pacote com valor de massa máxima suportada pelo paraquedas é abandonado a partir do repouso, quando a aeronave se movimentava, horizontalmente, com velocidade de módulo $60{,}0\text{ m/s}$, e que este pacote apresentava uma velocidade de módulo $76{,}0\text{ m/s}$, logo antes de colidir com o chão.

Nessas condições, e admitindo-se o módulo da aceleração da gravidade local como constante e igual a $10{,}0\text{ m/s}^2$,

⇒ calcule o percentual da energia mecânica inicial do pacote que foi dissipada pela ação de forças não conservativas, como a resistência do ar no paraquedas.

Percentual de energia mecânica dissipada: $24{,}0\%$.

Resolução

No instante do lançamento o pacote tem a velocidade horizontal da aeronave, $v_0=60{,}0\text{ m/s}$, e está a $H=200{,}0\text{ m}$ do solo. A energia mecânica inicial, para massa $M$, é

$E_0=\dfrac{Mv_0^2}{2}+MgH=M\left(\dfrac{60{,}0^2}{2}+10{,}0\cdot200{,}0\right)=M\,(1800+2000)=3800\,M$.

Logo antes de colidir com o chão, só há energia cinética:

$E_f=\dfrac{Mv_f^2}{2}=M\,\dfrac{76{,}0^2}{2}=2888\,M$.

A energia dissipada pelas forças não conservativas é

$|E_f-E_0|=3800\,M-2888\,M=912\,M$.

Em percentual da energia mecânica inicial:

$\dfrac{912\,M}{3800\,M}=0{,}24=24{,}0\%$.

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