Resumo de Física – lançamento oblíquo para a PRF

Aprenda tudo sobre o lançamento oblíquo para a PRF e a física por trás desse movimento. Anote tudo para a prova.

Olá, Estrategista. Tudo joia?

Nessa aula iremos falar sobre o lançamento oblíquo para a prova do concurso PRF. Você sabe que tipo de lançamento é este?

Veja a figura abaixo:

Um lançamento oblíquo nada mais é que um lançamento que pode associado a 2 dimensões: horizontal e vertical. É justamente isso que causa dúvida na maioria dos candidatos, uma vez que os exercícios dessa natureza exigem que o candidato realize a decomposição do lançamento nestas 2 dimensões, sendo inviável realizar a análise sem essa divisão de movimentos.

Sendo assim, para um entendimento como um todo do lançamento oblíquo para a PRF, faz-se necessário analisar os 2 tipos de movimentos separadamente: lançamento horizontal e vertical.

Lançamento Horizontal

Não vamos aqui nos ater a comprovações físicas, uma vez que o objetivo desta aula é passar o conteúdo e facilitar a aprendizagem para se acertar o máximo de questões na prova da PRF.

Portanto, a respeito do lançamento horizontal, anota-se:

1. A princípio, esse movimento não possui aceleração (a=0). Logo, utiliza-se as fórmulas do movimento retilíneo uniforme;

Uma exceção que pode ocorrer é o exercício afirmar que existe uma força de atrito com o ar (força de arrasto). Nesse caso, que acredito ser improvável de se ver em provas de concurso, o enunciado irá apresentar o módulo da aceleração, e o candidato deverá utilizar esta aceleração em valor negativo, utilizando as fórmulas do movimento uniformemente variado.

Exemplo:

Como a probabilidade de isso não ocorrer é grande, vamos nos ater a um exemplo que provavelmente você irá encontrar em prova. Um lançamento horizontal a velocidade inicial igual a 36 km/h. Pergunta-se: qual a distância percorrida nos primeiros 10s?

Primeiramente, o que se deve fazer é transformar a velocidade que está em km/h para m/s.

Adendo: Nunca resolva um exercício sem realizar esta transformação (regra básica). Para transformarmos de km/h para m/s, basta dividirmos por 3,6. Logo, estamos falando de uma velocidade inicial de 10 m/s.

Feito! Fácil, não é mesmo? É exatamente isso, estrategista.

Vamos agora falar um pouco mais sobre o lançamento vertical.

Lançamento vertical

No lançamento vertical, em hipótese alguma poderemos nos esquecer da aceleração. Sempre estaremos falando de um movimento acelerado. Caso contrário, seria o caso de uma subida ou uma queda infinita.

Mas antes de falarmos sobre as fórmulas em sim, vamos fazer alguns exercícios de imaginação:

1. O que ocorre quando um foguete é lançado?
   1. Resposta: primeiramente, o foguete não possui combustível infinito, certo? Portanto, ele irá subir acelerado (a>0) até o momento que o combustível acabar. E depois disso? Ele cai? NÃO!!!

Por que ele não cai nesse momento? Por que ele só irá cair quando a velocidade dele for igual a zero. No momento em que o combustível acaba, apenas a aceleração é zerada, a velocidade ainda está maior que zero (muito maior, inclusive). A partir desse momento, ele continuará subindo, mas de forma desacelerada (por ação da gravidade, a<0).

Imagine que você esteja dirigindo seu veículo em uma estrada plana e acelerando. O que ocorre quando você tira o pé do acelerador? O carro volta pra trás? Ou ele continua indo na mesma direção, porém perdendo velocidade? É o mesmo caso do foguete.

Então vamos a um exemplo prático

Exemplo

Seja um foguete que possui combustível o suficiente para subir durante 10s a uma aceleração de 10 m/s². Pergunta-se: a altura máxima alcançada e o tempo gasto até chegar ao chão novamente.

Vamos lá. Para se resolver este exercício, precisamos decompor os movimentos que este foguete faz:

1. Primeiro movimento: subida acelerada, em virtude do combustível
   1. a= 10 m/s² (positivo);
   1. t= 10s.
   1. Velocidade inicial = 0
2. Segundo movimento: subida desacelerada, em virtude de a velocidade da velocidade ser maior que zero, quando o combustível acabou
   1. a= gravidade (negativa)
   1. t=??? – calcular
   1. Velocidade Final = 0 (uma vez que irá subir até parar)
3. Terceiro movimento: queda acelerada, em virtude de gravidade.
   1. a= gravidade (positiva)
   1. Velocidade inicial = 0 (uma vez que está começando a cair).

Perfeito! Metade do exercício está resolvido! Agora o mais fácil: aplicar as fórmulas.

Vamos lá?

Cálculo do Primeiro movimento – subida acelerada

Dentre as fórmulas do movimento uniformemente acelerado, 2 variáveis nós não sabemos: velocidade final e distância percorrida. Vamos então calculá-las.

E

Cálculo do Segundo movimento – subida desacelerada

Para o segundo movimento, sabemos a aceleração (gravidade), velocidade final e também acabamos de descobrir a velocidade inicial desta subida.

Ora como o fim do primeiro movimento é o início do segundo movimento, a velocidade final calculada no item anterior será a velocidade inicial para este movimento de subida desacelerada. Logo Vi= 100 m/s.

O que falta? Distância e tempo de subida.

Vamos calcular?

Se utilizarmos a fórmula acima, não conseguiremos uma resposta, uma vez que ambas as variáveis que estamos calculando aparecem na fórmula. Logo, iremos utilizar de outra fórmula:

E para o tempo:

Sumarizando o movimento de subida

• O foguete irá subir 500m em 10s (acelerado) e subir mais 500m em 10s (desacelerado).
• Altura alcançada do foguete: 1.000m (primeira pergunta respondida)
• Tempo de subida: 20s.

Cálculo do Terceiro movimento – descida acelerada

O que sabemos deste movimento:

1. Velocidade inicial = 0
2. Distância de descida será igual a distância da subida = 1.000m
3. Aceleração = gravidade.

O que não sabemos? Velocidade final e tempo de queda. Vamos lá?

E

Sumarizando o movimento completo

• Tempo percorrido: 20s na subida e 10√2  na descida. Tempo total: a soma dos dois (segunda resposta do exemplo).

Movimento Oblíquo

Entendido os princípios do movimento vertical e do movimento horizontal, basta associar ambos para entendermos o movimento oblíquo.

A grande questão do movimento oblíquo é que a informação que temos da velocidade inicial é a resultante e não as velocidades horizontais e verticais.

Por conta disso, o exercício irá nos informar 2 dados: velocidade inicial do lançamento e ângulo com o qual esse lançamento ocorreu.

Baseado nessas informações, iremos decompor as velocidades iniciais em x e em y, de acordo com as fórmulas abaixo:

A partir desse ponto, utilizaremos as mesmas fórmulas para o lançamento horizontal e vertical. Vamos a um exemplo?

Exemplo:

Um jogador chuta uma bola a uma velocidade inicial de 108 km/h, fazendo um ângulo com a horizontal de 45º. Pergunta: distância da bola até tocar o chão novamente, tempo, e altura máxima atingida.

Para resolver este exercício precisamos realizar um teste de imaginação e decompor as trajetórias

1. Trajetória horizontal
   1. velocidade sempre constante
   1. tempo será igual ao tempo de subida da bola mais o tempo de descida da bola.
2. Trajetória Vertical
   1. Movimento de subida
      1. Subida desacelerada (a=gravidade)
      1. Velocidade final = 0
   1. Movimento de descida
      1. Descida acelerada (a=gravidade)
      1. Velocidade inicial = 0

Para o cálculo, sempre iniciaremos pelo movimento vertical.

Cálculo do movimento vertical

Lembre-se de transformar a velocidade para m/s.

Movimento de subida

E para altura:

Portanto, 2 perguntas estão respondidas: altura máxima e tempo. Tempo? Mas nós calcular apenas o tempo de subida?

Exato. Quando a mesma aceleração atua tanto na subida quanto na descida, o tempo de subida = tempo de queda. Não pudemos fazer essa associação no exemplo do foguete, uma vez as acelerações mudavam no trajeto (uma parte era a aceleração do combustível e na outra parte a aceleração da gravidade).

Sendo assim, nesse exemplo em que só atua a gravidade, podemos nos utilizar dessa igualdade. Logo, o tempo total será de:

Movimento horizontal

Para encontrarmos a terceira e última resposta, basta calcularmos a distância percorrida na horizontal durante esse mesmo intervalo de tempo.

Portanto,

Finalizando

E aí, o que achou? Fácil, médio, difícil?

O segredo é a prática, Estrategista. Faça bastante exercícios que irá se tornar um mestre nesse ou em qualquer outro conteúdo.

Quem tem dificuldades em física é quem resolveu poucos exercícios, pense nisso.

Lançamento oblíquo para a PRF certamente será um assunto cobrado em prova. Por mais que tenha dificuldades, não deixe de estudá-lo. Você não quer ficar em desvantagem com seus concorrentes, não é verdade?!

E aí, o que achou do artigo? Deixe seu comentário.

Desejo a você uma boa prova. Um grande abraço.

Leandro Ricardo M. Silveira

Instagram: https://www.instagram.com/leandro.rms12/

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