ITA 2018 - A partir de um mesmo ponto a uma certa altura do solo, uma partícula é lançada

ITA 2018 - 1º Dia - Questão 07 - Física 07. A partir de um mesmo ponto a uma certa altura do solo, uma partícula é lançada sequencialmen...

ITA 2018 - 1º Dia - Questão 07 - Física

07. A partir de um mesmo ponto a uma certa altura do solo, uma partícula é lançada sequencialmente em três condições diferentes, mas sempre com a mesma velocidade inicial horizontal v0. O primeiro lançamento é feito no vácuo e o segundo, na atmosfera com ar em repouso. O terceiro é feito na atmosfera com ar em movimento cuja velocidade em relação ao solo é igual em módulo, direção e sentido à velocidade v0. Para os três lançamentos, designando-se respectivamente de t1, t2 e t3 os tempos de queda da partícula e de v1, v2 e v3 os módulos de suas respectivas velocidades ao atingir o solo, assinale a alternativa correta.

a) t1 < t3 < t2; v1 > v3 > v2
b) t1 < t2 = t3; v1 > v3 > v2
c) t1 = t3 < t2; v1 = v3 > v2
d) t1 < t2 < t3; v1 = v3 > v2
e) t1 < t2 = t3; v1 > v2 = v3

Questão anterior:
- Na figura, o tanque em forma de tronco de cone, com 10,0cm de raio da base, contém água até o nível de altura h = 500cm, com 100 cm de raio da superfície livre.

Resolução:
Para os três lançamentos, o deslocamento vertical é o mesmo e a velocidade inicial vertical é nula. Assim, por não enfrentar nenhuma resistência do ar, o tempo de queda t1 é o menor. Considerando que a resistência do ar na vertical produza o mesmo efeito para o segundo e terceiro lançamentos, teremos t1 < t2 = t3.

Como em relação ao solo a velocidade inicial de lançamento é a mesma nos três casos, a partícula no primeiro lançamento atinge o solo com a maior velocidade, pois não enfrenta nenhuma resistência do ar. No terceiro lançamento, o atrito atua apenas no movimento vertical, enquanto que, no segundo, o atrito atua tanto na vertical como na horizontal. Assim, para o módulo das velocidades ao atingir o solo, temos v1 > v3 > v2.

Resposta:
b) t1 < t2 = t3; v1 > v3 > v2

Próxima questão:
- Os pontos no gráfico indicam a velocidade instantânea, quilômetro a quilômetro, de um carro em movimento retilíneo. Por sua vez, o computador de bordo do carro calcula a velocidade média dos últimos 9 km por ele percorridos.