Ciências da Natureza e suas Tecnologias Question #019e5c07
Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode-se realizar a seguinte experiência:
I. Mantenha uma régua (com cerca de 30 cm) suspensa verticalmente, segurando-a pela extremidade superior, de modo que o zero da régua esteja situado na extremidade inferior.
II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, em forma de pinça, próximos do zero da régua, sem tocá-la.
III. Sem aviso prévio, a pessoa que estiver segurando a régua deve soltá-la. A outra pessoa deve procurar segurá-la o mais rapidamente possível e observar a posição onde conseguiu segurar a régua, isto é, a distância que ela percorre durante a queda.
O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos tempos de reação.
[Quadro: Distância percorrida pela régua (0,30 m→0,24 s; 0,15 m→0,17 s; 0,10 m→0,14 s)]
A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente que o tempo de reação porque a
energia mecânica da régua aumenta, o que a faz cair mais rápido.
resistência do ar aumenta, o que faz a régua cair com menor velocidade.
aceleração de queda da régua varia, o que provoca um movimento acelerado.
força peso da régua tem valor constante, o que gera um movimento acelerado.
velocidade da régua é constante, o que provoca uma passagem linear de tempo.
Official Explanation / Community Explanations
A resposta correta é a que afirma que a força peso da régua tem valor constante, gerando um movimento acelerado. Isso ocorre porque, desprezando a resistência do ar, a régua cai em queda livre sob ação exclusiva da força peso, que é constante (próxima à superfície terrestre). Pela segunda lei de Newton, força constante produz aceleração constante, resultando em movimento uniformemente acelerado. Nesse movimento, a distância percorrida é proporcional ao quadrado do tempo (d=21gt2), portanto a distância aumenta mais rapidamente que o tempo.
A alternativa que menciona o aumento da energia mecânica está incorreta, pois a energia mecânica (soma da cinética e potencial) permanece constante durante a queda (desprezando dissipação), não aumentando.
A alternativa sobre o aumento da resistência do ar está errada, pois a resistência do ar, se considerada, aumentaria com a velocidade, mas não é o fator que explica a relação entre distância e tempo; além disso, a resistência do ar reduziria a aceleração, não a aumentaria.
A alternativa que afirma que a aceleração de queda varia está incorreta, pois a aceleração da gravidade é constante nas proximidades da Terra, e o movimento é uniformemente acelerado.
A alternativa que diz que a velocidade da régua é constante está errada, pois a velocidade aumenta linearmente com o tempo devido à aceleração constante; se fosse constante, a distância seria proporcional ao tempo, não ao quadrado do tempo.