Nos desenhos animados, com frequência se vê um personagem correndo na direção de um abismo, mas, ao
invés de cair, ele continua andando no vazio e só quando percebe que não há nada sob seus pés é que ele para
de andar e cai verticalmente. No entanto, para observar uma trajetória de queda num experimento real, pode-se
lançar uma bolinha, com velocidade constante (V0), sobre a superfície de uma mesa e verificar o seu movimento de queda até o chão.
Qual figura melhor representa a trajetória de queda da bolinha?
📚 Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Mecânica
- Cinemática
- Lançamento Horizontal
- Queda Livre
🎯 Nível da Questão: Médio
✅ Gabarito: Letra D.
📝 Resolução Passo a Passo
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
O enunciado descreve uma situação comum em desenhos animados, onde um personagem continua correndo no vazio antes de cair verticalmente. No entanto, na realidade física, a trajetória da queda de um objeto que se desloca horizontalmente antes de cair segue leis bem definidas da Cinemática.
O objetivo da questão é identificar qual das opções representa corretamente a trajetória de uma bolinha lançada horizontalmente da borda de uma mesa.
Passo 2: Tradução e Interpretação do Texto
A bolinha:
- Inicialmente tem velocidade horizontal (V0) enquanto está na mesa.
- Ao sair da mesa, não há força horizontal (desconsiderando o ar), logo o movimento horizontal segue com velocidade constante.
- Na direção vertical, a bolinha cai em queda livre, sofrendo a aceleração da gravidade (g).
- A composição desses dois movimentos resulta em uma trajetória parabólica.
A questão testa o entendimento de como os movimentos horizontal e vertical se combinam.
Passo 3: Explicação de Conceitos Necessários
Movimento Horizontal (MRU – Movimento Retilíneo Uniforme)
- Como não há forças horizontais (desconsiderando o ar), a bolinha mantém velocidade constante na direção x.
- A equação do movimento é: x=V0t
Movimento Vertical (Queda Livre – MRUV)
- O único agente atuando é a gravidade, que provoca um movimento uniformemente acelerado.
- A equação do deslocamento vertical é:
Trajetória do Lançamento Horizontal
- A equação da trajetória é obtida eliminando ttt entre as equações de x e y, resultando em:
Essa equação corresponde a uma parábola, ou seja, o caminho percorrido pela bolinha não é uma linha reta, nem uma queda vertical, mas sim uma curva parabólica.
Passo 4: Desenvolvimento do raciocínio e cálculos
Para reforçar a trajetória:
- Se V0 for maior, a bolinha alcança um ponto mais distante antes de tocar o solo.
- Se a mesa for mais alta, a bolinha leva mais tempo para cair, mas sempre segue a trajetória parabólica.
- A forma da trajetória não depende da massa da bolinha, apenas de V0 e da altura da mesa.
Isso confirma que a alternativa D (arco parabólico) é a correta.
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
❌ A)
Errado! A bolinha já possui velocidade horizontal ao sair da mesa, então não pode cair apenas verticalmente. Para isso ocorrer, a bolinha deveria estar parada antes da queda.
❌ B)
Errado! Se fosse uma linha reta, significaria que a velocidade horizontal está aumentando junto com a vertical, o que não ocorre. O movimento real tem aceleração somente na vertical.
❌ C)
Errado! A bolinha mantém sua velocidade horizontal devido à inércia e só é acelerada na vertical.
✅ D)
✔ Correta! O movimento é uma composição de MRU na horizontal e MRUV na vertical, resultando em uma parábola.
❌ E)
Errado! A mudança na vertical é gradual, pois a gravidade acelera progressivamente a bolinha. Não há uma curva “quebrada”, e sim uma parábola suave.
🏆 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
A bolinha, ao sair da mesa, continua seu movimento horizontal com velocidade constante e, ao mesmo tempo, sofre a ação da gravidade na direção vertical. Isso gera uma trajetória parabólica, tornando a alternativa D a correta.
