PAVE XVII — 1ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

Resolução comentada

Este item pede a leitura correta da 1ª Lei de Newton. Durante o salto atuam duas forças principais: o peso $\vec{P}$, vertical para baixo, e a resistência do ar $\vec{F}_{ar}$, vertical para cima, que cresce com a velocidade.

Quando a resultante é nula, $\vec{F}_R=\vec{0}$, a aceleração é nula e, portanto, a velocidade permanece constante, como acontece na chamada velocidade terminal.

Os demais itens falham por motivos diferentes: o peso não é a única força (há a resistência do ar); a resistência do ar só se iguala ao peso na velocidade terminal e, antes disso, é menor que ele; resultante nula significa aceleração nula (e não “constante” em sentido genérico); e, sem o paraquedas, o corpo acelera até atingir uma velocidade-limite bem maior, sem manter velocidade constante durante toda a queda.

Resolução comentada

A distância percorrida é o comprimento total do caminho, somando os dois trechos:

$$d=300\text{ m}+400\text{ m}=700\text{ m}$$

O deslocamento é o vetor que liga a posição inicial à final, em linha reta. Os dois trechos são perpendiculares, então, pelo teorema de Pitágoras:

$$\Delta s=\sqrt{300^2+400^2}=\sqrt{250000}=500\text{ m}$$

Note que o deslocamento (500 m) é menor que a distância percorrida (700 m): ele só coincidiria com ela se o movimento fosse retilíneo e sem inversão de sentido.

Resolução comentada

No gráfico $v\times t$, a área sob a curva é numericamente igual ao deslocamento. Como a velocidade é sempre positiva, o deslocamento coincide com a distância percorrida.

De 0 a 20 s a figura é um trapézio de bases 20 e 40 m/s:

$$\Delta s_1=\frac{(20+40)}{2}\cdot20=600\text{ m}$$

De 20 s a 50 s é um triângulo de base 30 s e altura 40 m/s:

$$\Delta s_2=\frac{30\cdot40}{2}=600\text{ m}$$

A velocidade média é o deslocamento total dividido pelo intervalo de tempo:

$$v_m=\frac{600+600}{50}=24\text{ m/s}$$

Cuidado com a armadilha da “média das velocidades”: tirar a média simples entre 20, 40 e 0 daria um valor errado, porque os intervalos de tempo de cada trecho são diferentes.