Cinemática

 (Enem PPL 2013)  um piloto viu um projétil parado perto da sua face

Conta-se que um curioso incidente aconteceu durante a Primeira Guerra Mundial. Quando voava a uma altitude de dois mil metros, um piloto francês viu o que acreditava ser uma mosca parada perto de sua face. Apanhando-a rapidamente, ficou surpreso ao verificar que se tratava de um projétil alemão. PERELMAN, J. Aprenda física brincando. São Paulo: Hemus, 1970.

O piloto consegue apanhar o projétil, pois:

a) ele foi disparado em direção ao avião francês, freado pelo ar e parou justamente na frente do piloto.

b) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade visivelmente superior.

c) ele foi disparado para cima com velocidade constante, no instante em que o avião francês passou.

d) o avião se movia no sentido oposto ao dele, com velocidade de mesmo valor.

e) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade de mesmo valor.

[E] A velocidade do projétil em relação ao piloto era nula porque seus movimentos tinham mesmo sentido, com velocidades de mesmo módulo.

A alternativa correta é o item “E”.

Como interpretar essa questão

Essa questão pede para você interpretar o que acontece com um projétil, que está, aparentemente, parado perto da face do piloto de avião, como se fosse uma mosca. Veja que tanto o projétil como o piloto estão em movimento. Então, o que você tem que analisar é o que acontece com as velocidades do piloto e do projétil.

Mas afinal de contas o que é um projétil? O projétil é um objeto com dimensões desprezíveis que se desloca em um campo gravitacional, como uma bala que sai do cano de uma arma e se movimenta sob a influência da gravidade da terra.

E o que significa dizer um objeto com dimensões desprezíveis? Significa que o comprimento, a largura, área, volume ou qualquer outra dimensão não são consideradas quando se estuda o movimento de um projétil. Você também pode tratar o projétil como se fosse uma partícula ou um ponto material, por que ponto ou partícula não tem dimensões.  

Então, vamos começar resolver o problema usando o método de eliminação de alternativas.

O Item A está errado. Por que? Por que é dito que o projétil vai em direção ao piloto. Se isso fosse verdade, a bala não ficaria parada próxima a sua face, mas continuaria com o seu movimento e atingiria o piloto. É claro, que a velocidade do projétil diminui devido ao seu atrito com o ar e esse atrito faz o projétil perder energia cinética com o passar do tempo.

Se um objeto perde toda a sua energia cinética, no final do movimento, ele fica parado. Mas veja que o projétil está em movimento no ar em relação a terra, mesmo que o piloto tenha a impressão de que o projétil está parado em relação ao seu rosto. Por que isso acontece?

Veja bem, o piloto vê o projétil parado por que ele está analisando o movimento do projétil em relação ao avião, que é o seu referencial. Só que o piloto e o avião estão se movendo com a mesma velocidade, já que o piloto está dentro do avião.

Quando o projétil alcança o avião, ficando próximo do rosto do piloto, atinge a mesma velocidade do avião e do piloto. Isso faz o projétil ficar, como se estivesse, aparentemente, parado perto do rosto do piloto. Mas isso só acontece, se o piloto e o projétil estiver se deslocando na mesma direção e sentido.

Em resumo: A velocidade do projétil em relação ao piloto é nula, porque o movimento de ambos tem o mesmo sentido e direção; mas com velocidades de mesmo módulo.

 

O Item B está errado. Por que? Por que a velocidade do avião é igual à do projétil. Essa mesma explicação, você encontra no item A.

O Item C está errada. Por que? Por que se o projétil fosse disparado no mesmo instante que o avião passou, o piloto não teria a impressão de que o projétil estava parado perto do seu rosto, mas que estava se deslocando, verticalmente, para cima.

O Item D está errada. Por que? Por que se o projétil se deslocasse no sentido oposto do avião, o piloto teria a impressão de que o projétil estava se aproximando dele, mas não perto do seu rosto.

O Item E está correta. Por que? Por que a velocidade do projétil em relação ao piloto é nula, considerando o pilo como referencial. Isso acontece, porque o movimento de ambos tem o mesmo sentido e direção; mas se deslocam com a mesma velocidade em módulo. Essa é a mesma explicação do item A.  

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