Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão — Um drone pequeno é lançado verticalmente para cima a partir do solo e sobe até uma altura máxima antes que seu motor seja desligado. Depois disso, el…

Um drone pequeno é lançado verticalmente para cima a partir do solo e sobe até uma altura máxima antes que seu motor seja desligado. Depois disso, ele desce devido à gravidade e, ao atingir o solo, quica parcialmente devido a um sistema amortecedor que reduz sua energia a cada impacto. Considerando as leis da física relacionadas ao movimento vertical e à conservação de energia, analise as opções de gráficos que representam a altura do drone em função do tempo.

Qual dos gráficos a seguir representa corretamente a altura do drone ao longo do tempo, considerando a perda gradual de energia a cada quique e o movimento vertical sob a ação da gravidade?

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Resolução

Resposta correta: Letra B — Um gráfico com várias parábolas sucessivas de alturas máximas cada vez menores após cada impacto, mostrando a perda progressiva de energia em cada quique.

A questão aborda o movimento vertical de um drone lançado para cima, considerando o efeito da gravidade e a presença de um sistema amortecedor que reduz a energia a cada impacto com o solo. Os conceitos principais envolvidos são o movimento uniformemente variado (MUV) sob ação da gravidade, conservação e dissipação de energia mecânica, e o comportamento de sistemas amortecidos em colisões. O raciocínio parte da análise do movimento de subida e descida (trajetória parabólica devido à aceleração da gravidade), seguido de múltiplos 'quiques' (saltos) cada vez menores, pois parte da energia é dissipada a cada impacto. O gráfico correto deve mostrar uma sequência de parábolas com alturas máximas progressivamente menores, refletindo a perda de energia. Alternativas que ignoram os quiques, sugerem movimento linear, mantêm a altura constante após o impacto, ou permitem altura negativa, não representam corretamente o fenômeno descrito.

Comentários por alternativa

  1. A Um gráfico que mostra uma curva parabólica única até o solo, sem qualquer continuidade após o impacto; a altura decresce até zero e permanece constante depois.
    A alternativa A está errada porque mostra apenas a subida e descida até o solo, sem considerar os quiques subsequentes. O movimento real do drone, com amortecimento, inclui vários saltos após o primeiro impacto, ainda que cada vez menores.
  2. B Um gráfico com várias parábolas sucessivas de alturas máximas cada vez menores após cada impacto, mostrando a perda progressiva de energia em cada quique.
    A alternativa B está correta porque representa a altura do drone como uma série de parábolas sucessivas, cada uma com altura máxima menor que a anterior, ilustrando a perda progressiva de energia a cada quique devido ao amortecimento.
  3. C Uma linha que diminui linearmente até zero e permanece constante, representando um movimento com desaceleração constante sem quique ou subida posterior.
    A alternativa C está incorreta pois sugere uma trajetória linear, o que não corresponde ao movimento uniformemente variado sob gravidade, e ignora totalmente os quiques e a dissipação de energia após o impacto.
  4. D Um gráfico com oscilações periódicas entre os mesmos valores máximos e mínimos, representando um movimento ideal de quique sem nenhuma perda de energia, com amplitudes fixas no tempo.
    A alternativa D está errada porque mostra oscilações de mesma amplitude, como se não houvesse perda de energia. No mundo real, sempre ocorre dissipação de energia em cada impacto, reduzindo a altura dos saltos.
  5. E Um gráfico onde após a descida inicial, a altura fica negativa, como se o drone penetrasse no solo, o que não é fisicamente possível no contexto dado.
    A alternativa E está incorreta pois apresenta alturas negativas após o impacto, o que não faz sentido físico para o contexto: o drone não pode penetrar o solo, apenas quicar acima dele.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

1 / 7
1. O que caracteriza o movimento de um objeto lançado verticalmente para cima sob ação da gravidade?
É um movimento uniformemente variado, com aceleração constante para baixo, resultando em uma trajetória parabólica no gráfico altura versus tempo.
2. Como a energia mecânica se comporta em um sistema com amortecimento a cada impacto?
Parte da energia é dissipada a cada impacto, reduzindo a altura máxima atingida nos saltos subsequentes.
3. Por que a altura dos quiques diminui progressivamente após cada impacto?
Porque parte da energia cinética é transformada em calor e som, restando menos energia para o próximo salto.
4. Como se representa graficamente o movimento de um corpo que quica com amortecimento?
Por meio de uma sequência de parábolas com alturas máximas decrescentes ao longo do tempo.
5. Qual é a diferença entre um sistema amortecido e um sistema ideal em colisões?
No sistema ideal, não há perda de energia e as alturas dos saltos permanecem constantes; no amortecido, há dissipação e as alturas diminuem.
6. É possível que a altura de um objeto em um gráfico físico real fique negativa após um impacto com o solo?
Não, pois a altura negativa indicaria penetração no solo, o que não ocorre em situações físicas normais para objetos sólidos.
7. O que representa a parábola no gráfico de altura versus tempo para um movimento sob gravidade?
Representa o movimento de subida e descida do objeto, com a concavidade voltada para baixo devido à aceleração gravitacional.

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