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Exercício de Física – Conteúdo de Cinemática – ENEM 2012
Para melhorar a mobilidade urbana na rede metroviária é necessário minimizar o tempo entre estações. Para isso a administração do metrô de uma grande cidade adotou o seguinte procedimento entre duas estações: a locomotiva parte do repouso com aceleração constante por um terço do tempo de percurso, mantém a velocidade constante por outro terço e reduz sua velocidade com desaceleração constante no trecho final, até parar.
Qual é o gráfico de posição (eixo vertical) em função do tempo (eixo horizontal) que representa o movimento desse trem?
Alternativas:
a)
b)
c)
d)
e)
Resolução da questão
Primeiramente precisamos lembrar que o gráfico posição por tempo na cinemática depende do tipo de movimento que o móvel perfaz.
Para saber mais leia: Gráficos do movimento uniforme e Gráfico espaço x tempo no movimento uniformemente variado.
Lembramos que se o gráfico é referente a uma equação de primeiro grau, como no movimento uniforme, teremos uma reta crescente quando a velocidade for positiva e uma reta decrescente quando a velocidade for negativa.
Já no movimento uniformemente variado, teremos uma parábola, já que o gráfico é escrito de acordo com uma equação de segundo grau, e neste caso, teremos uma parábola com concavidade para cima quando a aceleração e a velocidade tiverem o mesmo sentido e concavidade para baixo quando a aceleração e a velocidade tiverem sentidos opostos.
Também é importante lembrar que, quando a locomotiva parar, teremos no gráfico uma reta paralela ao eixo dos tempos.
Agora que lembramos os conceitos envolvidos, vamos analisar o movimento da locomotiva. No início ela parte do repouso com velocidade positiva, ou seja, o gráfico deve ser uma parábola com concavidade para cima, já que temos aceleração e velocidade positivas.
Após um terço tempo a locomotiva começa um Movimento Uniforme com velocidade constante e positiva, logo o gráfico posição por tempo é uma reta crescente.
No último terço do tempo a locomotiva reduz a velocidade com aceleração constante, ou seja, é um movimento uniformemente variado com aceleração negativa, e o gráfico é uma parábola com concavidade para baixo. No momento em que a velocidade é zero, o gráfico é representado por uma reta paralela ao eixo dos tempos.
Sendo assim, a resposta correta é a letra C.
