Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

UNIFESO | 2021.1

Física · Q21 a Q22.

Dados da prova

Vestibular Medicina 2021.1. Aplicação: 13/12/2020. Fonte: 20015_PROVA_E_GABARITO_UNIFESO_2021-1_14122020.pdf, páginas 17 e 18. O arquivo fornecido contém as respostas assinaladas. As letras A–D foram acrescentadas para a navegação: na Q22, a ordem é da esquerda para a direita, de cima para baixo.

Q21
Dinâmica — efeito Magnus

O vídeo apresenta um experimento realizado em uma represa de $126\,\mathrm{m}$ de altura.

A bola de basquete é abandonada, em rotação, do alto da represa.

A adição do movimento de rotação inicial à queda da bola produziu um movimento com trajetória curva, em um fenômeno conhecido como efeito Magnus.

Captura de imagem de vídeo

Bola de basquete abandonada do alto da represa.

Adaptado de https://youtu.be/QtP_bh2lMXc. Acesso em 30 set 2020.

Considerando os conceitos de mecânica, a trajetória curva é consequência da:

A)Lei de Snell
B)Lei de Kepler
C)primeira Lei de Newton
D)segunda Lei de Newton

Gabarito indicado no arquivo fornecido

D
Resolução

Interpretação do experimento. A bola recebe rotação e, ao cair através do ar, sofre uma força aerodinâmica lateral associada ao efeito Magnus. Essa força desvia a bola da direção de queda, modificando a direção de sua velocidade.

Princípio físico. Pela segunda Lei de Newton, a força resultante determina a aceleração:

$$\vec F_{\mathrm R}=m\vec a.$$

Além do peso, que atua verticalmente para baixo, existe a contribuição lateral da força de Magnus. A aceleração resultante produz a mudança da velocidade e a trajetória curva observada.

A primeira Lei de Newton descreve a manutenção do repouso ou do movimento retilíneo uniforme quando a resultante é nula. A lei de Snell trata da refração, e as leis de Kepler descrevem movimentos orbitais. Assim, a relação entre força e aceleração exigida pelo experimento é a segunda Lei de Newton: alternativa D.

Q22
Cinemática e dinâmica — gráfico velocidade × tempo

Dois maratonistas, I e II, movem-se em trajetórias retilíneas, horizontais e simultâneas.

Admita que cada um deles seja uma partícula em movimento com trajetórias paralelas, em certo intervalo de tempo.

Observe o gráfico das velocidades na direção horizontal, para cada maratonista.

Gráfico da velocidade em função do tempo dos maratonistas I e II.

Os diagramas abaixo estão representando os maratonistas I e II.

Determine o diagrama que representa a ação da força $F$ e a ação da aceleração que atuam sobre cada maratonista durante o intervalo de tempo mostrado no gráfico.

A)
Diagrama A de forças e acelerações dos maratonistas I e II.
B)
Diagrama B de forças e acelerações dos maratonistas I e II.
C)
Diagrama C de forças e acelerações dos maratonistas I e II.
D)
Diagrama D de forças e acelerações dos maratonistas I e II.

Gabarito indicado no arquivo fornecido

B
Resolução

1. Leia as inclinações do gráfico. A aceleração horizontal é a taxa de variação da velocidade: $a=\Delta v/\Delta t$. A reta do maratonista I é crescente, e a do II é decrescente. Portanto, a aceleração de I aponta para a direita e a de II, para a esquerda, adotando a direita como sentido positivo.

Os pontos marcados permitem calcular:

$$a_{\mathrm I}=\frac{5-1}{50-10}=+0,10\,\mathrm{m/s^2},$$

$$a_{\mathrm{II}}=\frac{1-5}{50-10}=-0,10\,\mathrm{m/s^2}.$$

2. Relacione força e aceleração. Pela segunda Lei de Newton, $\vec F_{\mathrm R}=m\vec a$. Como a massa é positiva, a força resultante tem o mesmo sentido da aceleração. Para I, ambas apontam para a direita; para II, ambas apontam para a esquerda.

3. Identifique o diagrama. Essa combinação aparece no diagrama superior direito do PDF, identificado nesta página como alternativa B.

Não confunda velocidade com aceleração: II ainda tem velocidade positiva, embora sua aceleração seja negativa, pois está diminuindo a rapidez. O encontro das retas indica velocidades iguais, sem anular as acelerações. Também não é possível comparar os módulos das forças sem conhecer as massas dos maratonistas.