ENCCEJA 2017

Para avaliar as concepções de força e velocidade que estejam de acordo com a física newtoniana, um pesquisador propôs a seguinte situação: uma esfera de massa m é lançada horizontalmente a partir de uma altura h e, ao desprezar a resistência do ar, descreve uma trajetória parabólica, conforme ilustra a figura.

Ao analisar o movimento da esfera no ponto A, as representações dos vetores força \((\vec F)\) e velocidade \( (\vec V) \) são:

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Resposta

Resolução

A esfera descrita realiza o chamado movimento oblíquo (ou lançamento horizontal). Nesse tipo de movimento: • Sobre o corpo só atua a força peso, \(\vec P = m\,\vec g\), apontando rigorosamente para baixo. • A velocidade \(\vec v\) é sempre tangente à trajetória. Como o lançamento foi horizontal, ela tem componente horizontal constante (para a direita) e componente vertical crescente (para baixo). Portanto, no ponto A a velocidade aponta para a direita e para baixo ao mesmo tempo (diagonal descendente). Comparando com os desenhos das alternativas: – Apenas a alternativa D mostra \(\vec F\) vertical e para baixo (peso) e \(\vec v\) tangente à parábola, inclinada para a direita e para baixo. Logo, a representação correta é a alternativa D.

Dicas

Lembre-se de que, no vácuo, a única força sobre um projétil é a gravidade.

A direção da velocidade é sempre tangente à curva descrita.

No ponto A a esfera já começou a cair, portanto sua velocidade não é mais horizontal pura.

Erros Comuns

Desenhar a velocidade apenas horizontal, esquecendo a componente vertical adquirida após o lançamento.

Adicionar uma força fictícia na direção do movimento, confundindo velocidade com força.

Inclinar o vetor peso, achando que ele deve acompanhar a trajetória.

Revisão

Lançamento horizontal

Força resultante: somente o peso, para baixo.
Velocidade inicial: horizontal.
Velocidade em qualquer ponto: soma da componente horizontal constante e da componente vertical (em queda livre) para baixo ➝ vector inclinado para baixo.
Trajetória: parábola; a direção da velocidade é sempre tangente a essa parábola.

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