Um avião, com velocidade constante e horizontal, voando em meio a uma tempestade, repentinamente perde…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um avião, com velocidade constante e horizontal, voando em meio a uma tempestade, repentinamente perde altitude, sendo tragado para baixo e permanecendo com aceleração constante vertical de módulo a > g, em relação ao solo, durante um intervalo de tempo ?t. Pode-se afirmar que, durante esse período, uma bola de futebol que se encontrava solta sobre uma poltrona desocupada [FUVEST 2010 - Questão 84] FUVEST - 2010
- A) permanecerá sobre a poltrona, sem alteração de sua posição inicial.
- B) flutuará no espaço do avião, sem aceleração em relação ao mesmo, durante o intervalo de tempo ?t.
- C) será acelerada para cima, em relação ao avião, sem poder se chocar com o teto, independentemente do intervalo de tempo ?t.
- D) será acelerada para cima, em relação ao avião, podendo se chocar com o teto, dependendo do intervalo de tempo ?t.
- E) será pressionada contra a poltrona durante o intervalo de tempo ?t.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Use o referencial do solo e adote como positivo o sentido para cima. O avião tem aceleração de -a (para baixo, com módulo a). Uma bola solta, desprezando o ar, tem aceleração de -g em relação ao solo. Passo 2: A aceleração da bola em relação ao avião é a diferença entre as acelerações: (-g) - (-a) = a - g. Como a > g, essa aceleração relativa é positiva, ou seja, a bola é acelerada para cima em relação ao avião, com módulo a - g. Passo 3: Não há contradição com a ideia de que a bola 'flutua': ela não fica parada na poltrona, pois existe aceleração relativa diferente de zero. Passo 4: Se a bola estiver a uma distância h do teto, ela só o alcança se h for menor ou igual a (1/2)(a - g)(Δt)^2. Portanto, o choque com o teto depende do intervalo Δt, que é exatamente o que a alternativa D afirma. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A) a bola não permanece na poltrona, pois sofre aceleração relativa para cima; B) a bola não fica sem aceleração em relação ao avião, pois a aceleração relativa é a - g, diferente de zero; C) afirma que o choque nunca ocorre, o que é falso, pois depende de Δt; E) a bola não é pressionada contra a poltrona, porque a aceleração relativa aponta para cima, e não para baixo. Passo 6: A resolução confirma o gabarito oficial D.
💡 Dica: Analise as forças e acelerações relativas para determinar o movimento da bola.
Alternativa por alternativa
Supõe que, como avião e bola caem juntos, a bola fica em repouso em relação ao avião, ignorando que a aceleração do avião (a) é maior que g, o que cria movimento relativo.
Confunde a sensação de ausência de peso com ausência de aceleração relativa, imaginando que todo objeto solto dentro de um avião em queda permanece sem movimento em relação a ele.
Por que engana: Confundir a aceleração da bola com a aceleração do avião, desconsiderando a diferença de aceleração entre os dois.
Identifica corretamente que a bola é acelerada para cima em relação ao avião, mas conclui que ela nunca atinge o teto, sem considerar que a distância percorrida cresce com o tempo de duração da aceleração.
CORRETA. A bola será acelerada para cima em relação ao avião e pode se chocar com o teto.
Inverte o sentido da aceleração relativa, imaginando que a bola é empurrada para baixo contra a poltrona porque o avião desce, quando na verdade a aceleração relativa aponta para cima.
Raio-X da questão
movimento relativo, aceleração, queda livre
avaliacao
movimento relativo · aceleração em queda livre
Revisar conceitos de movimento relativo e aceleração em queda livre.
Confundir a aceleração da bola com a aceleração do avião, desconsiderando a diferença de aceleração entre os dois.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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