Sobre o tema
Problemas de maratonas aquáticas em mar aberto envolvem conceitos de vetores e velocidade relativa, essenciais na física do ENEM. Nessa questão, um nadador precisa completar um circuito retangular com quatro boias, sofrendo influência de uma corrente marinha paralela à praia. A velocidade do nadador em relação à água é constante, mas a corrente altera sua velocidade resultante em relação ao solo. Para calcular o tempo total da prova, é necessário decompor os movimentos nos trechos retilíneos, considerando vetores e a necessidade de compensar a deriva nos lados perpendiculares à corrente. O problema testa a compreensão de soma vetorial e a aplicação do teorema de Pitágoras para determinar a velocidade efetiva em cada direção. Dominar esses conceitos é fundamental para resolver questões de cinemática vetorial com correntes ou ventos.
Tópicos relacionados
- Velocidade relativa em meios em movimento
- Composição vetorial de movimentos
- Cinemática vetorial no ENEM
- Efeito de corrente marinha em natação
- Cálculo de tempo em trajetórias com deriva
Enunciado
Para os circuitos de maratonas aquáticas realizadas em mares calmos e próximos à praia, é montado um sistema de boias que determinam o trajeto a ser seguido pelos nadadores. Uma das dificuldades desse tipo de circuito é compensar os efeitos da corrente marinha. O diagrama contém o circuito em que deve ser realizada uma volta no sentido anti-horário. As quatro boias estão numeradas de 1 a 4. Existe uma corrente marinha de velocidade vetor Vc, cujo módulo é 30 metros por minuto, paralela à praia em toda a área do circuito. Nas arestas mais longas, o nadador precisará nadar na direção apontada pelos vetores Vn dos pontos 1 até 2 e de 3 até 4. Considere que a velocidade do nadador é de 50 metros por minuto, em relação à água, durante todo o circuito.
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Nessa situação, em quantos minutos o nadador completará a prova?
Alternativas
- A)
42
- B)
65
- C)
72
- D)
105
- E)
120
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Perguntas frequentes
Como calcular a velocidade resultante de um nadador em relação ao solo quando há corrente?
A velocidade resultante é a soma vetorial da velocidade do nadador em relação à água com a velocidade da corrente. Quando o nadador nada perpendicularmente à corrente, a velocidade resultante é dada pelo teorema de Pitágoras, combinando a componente perpendicular (através da corrente) com a componente paralela (arrasto da corrente).
O que significa 'compensar a deriva' em problemas de correnteza?
Compensar a deriva significa que o nadador deve nadar em uma direção ligeiramente contra a corrente para que sua trajetória resultante seja retilínea na direção desejada. Isso exige decompor o vetor velocidade da nadador em componentes que anulem a deriva e produzam o movimento perpendicular desejado.
Qual é a importância da cinemática vetorial em questões do ENEM?
A cinemática vetorial é importante para resolver problemas que envolvem movimentos em duas dimensões, como barcos em rios, aviões no vento ou nadadores em correntes. O ENEM frequentemente cobra a aplicação de conceitos como soma vetorial, decomposição de vetores e velocidade relativa para calcular distâncias, tempos e direções.