Componente curricular

1. Para atravessar um rio cuja correnteza se movimenta a 1,6 m/s, um navegador orienta seu barco perpendicularmente à direção de movimento das águas. O barco se move, em relação às águas do rio, a uma velocidade de 1,2 m/s. Que velocidade, em módulo, esse barco apresenta em relação às margens do rio?

Resposta: 2 m/s

2. Em um aeroporto, uma esteira de passageiros se move com velocidade de 2 m/s em relação ao chão.

CRÉDITO: Paulo César Pereira

Sobre a esteira, dois meninos, A e B, correm um em direção ao outro, cada um com velocidade de 2 m/s com relação à esteira. Quais as velocidades dos meninos A e B com relação ao chão?

Resposta: v_A = 4 m/s e v_B = 0

3. (UFMG) Um menino flutua em uma boia que está se movimentando, levada pela correnteza de um rio. Uma outra boia, que flutua no mesmo rio a uma certa distância do menino, também está descendo com a correnteza. A posição das duas boias e o sentido da correnteza estão indicados nesta figura:

CRÉDITO: Editoria de Arte

Considere que a velocidade da correnteza é a mesma em todos os pontos do rio.

Nesse caso, para alcançar a segunda boia, o menino deve nadar na direção indicada pela linha:

a) K

b) L

c) M

d) N

Resposta correta: a.

3. Lançamento oblíquo

LEGENDA: Neste exemplo, ao bater o escanteio, o jogador objetiva colocar a bola de modo que um dos seus companheiros de time tenha chance de fazer o gol.

CRÉDITO: Lars Baron/Bongarts/Getty Images

Um dos fundamentos do futebol é o cruzamento. Nele, um jogador dá um chute de longa distância de tal modo que a bola, lançada no ar, caia na área do time adversário, de preferência nos pés ou na cabeça de um dos jogadores da sua equipe, que tentará marcar o gol.

O jogador de futebol não estuda Cinemática para cruzar a bola com eficiência. Isso se aprende na prática, com repetição e treino. Nas guerras é necessário realizar cálculos exatos a fim de tornar um ataque o mais eficaz possível. Um tiro de canhão ou o lançamento de um míssil são algumas das situações em que diversas variáveis devem ser calculadas para que os alvos sejam atingidos.

Ambas as situações - a bola cruzada no campo e o projétil lançado de canhão - são exemplos do que em Física chamamos de lançamento oblíquo. Um arremesso de bola de basquete, um salto em distância, um lançamento de dardo também são exemplos de lançamentos oblíquos.

Os lançamentos oblíquos são situações que podem ser estudadas pelo princípio da independência dos movimentos, de Galileu. Para verificar como isso é possível, vamos descobrir como uma bola cruzada deve ser chutada para que atinja a distância máxima ao tocar no solo.

A primeira impressão que temos ao propor uma solução para esse desafio é que se deve chutar a bola com muita intensidade, mas não é bem assim.

Considere uma bola chutada obliquamente com velocidade inicial v₀ e formando um ângulo α com a horizontal.

Desprezando-se a resistência do ar sobre a bola, sua trajetória será parabólica em relação à Terra, por causa da gravidade.

LEGENDA: Na gravura estão representados diversos exemplos de lançamento oblíquo com inclinações diferentes.

CRÉDITO: Gravura. Séc. XVIII. Coleção particular. Foto: Universal History Archive/The Bridgeman Art Library/Keystone

102

Nesse caso, de acordo com o princípio da composição dos movimentos, de Galileu, o lançamento oblíquo pode ser considerado resultante da composição de dois movimentos que se realizam simultaneamente: um na direção horizontal x e outro na direção vertical y.

A componente horizontal do movimento da bola mantém-se constante, pois nessa direção não existe aceleração. Logo, na direção horizontal o corpo realiza um movimento retilíneo e uniforme com velocidade v_0x.

A componente vertical do movimento da bola executa um movimento exatamente igual ao movimento de um corpo lançado verticalmente para cima sob a ação da gravidade. Logo, na direção vertical o corpo realiza um MUV com velocidade inicial igual a v_0y e aceleração igual à aceleração g da gravidade.

v₀² = v_0x² + v_0y²

LEGENDA: Componentes horizontal e vertical da velocidade inicial de um lançamento oblíquo.