Em desenhos animados é comum vermos a personagem tentando impulsionar um barco soprando ar contra a vela para compensar a falta de vento. Algumas vezes usam o próprio fôlego, foles ou ventiladores. Estudantes de um laboratório didático resolveram investigar essa possibilidade. Para isso, usaram dois pequenos carros de plástico. A e B, instalaram sobre estas pequenas ventoinhas e fixaram verticalmente uma cartolina de curvatura parabólica para desempenhar uma função análoga à vela de um barco. No carro B inverteu-se o sentido da ventoinha e manteve-se a vela, a fim de manter as características do barco, massa e formato da cartolina. As figuras representam os carros produzidos. A montagem do carro A busca simular a situação dos desenhos animados, pois a ventoinha está direcionada para a vela.
Com os carros orientados de acordo com as figuras, os estudantes ligaram as ventoinhas, aguardaram o fluxo de ar ficar permanente e determinaram os módulos das velocidades médias dos carros A (VA) e B (VB) para o mesmo intervalo de tempo.
A respeito das intensidades das velocidades médias e do sentido de movimento do carro A, os estudantes observaram que:
A) VA = 0; VB > 0; o carro A não se move.
B) 0 < VA < VB; o carro A se move para a direita.
C) 0 < VA < VB; o carro A se move para a esquerda.
D) 0 < VB < VA; o carro A se move para a direita.
E) 0 < VB < VA; o carro A se move para a esquerda.
Gabarito: B
Comentário do item
Primeiro vamos analisar a situação do carrinho (B) a ventoinha aplica no ar uma força de ação (F) e o ar aplica na ventoinha uma força de ração (-F) na mesma direção, no entanto no sentido oposto o que vai acelerar o carro para (B) para direita.
Carro A Se todo o ar que recebe força da ventoinha atingisse a cartolina e, após a colisão, ficasse em repouso ou espalhado de modo que sua quantidade de movimento total fosse nula, então o carro A permanceria em repouso.
Agora vamos analisar o carro (B), a cartolina com o formato parabólico, a colisão do ar com a cartolina será do tipo parcialmente elástica, com o ar não ficando em repouso após a colisão e sim retornando. Com isso, a força trocada entre o ar e a cartolina terá intensidade maior que F e o carro A se move para a direita. No entanto, a aceleração adquirida pelo carro (A) é menor do que a aceleração adquirida pelo carro (B).
Gabarito: letra B.
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