Questão de Física — Cinemática — CESPE / CEBRASPE 2021

Lançamento oblíquo: velocidade no ponto de altura máxima

Gabarito: letra E (ERRADO). No ponto de altura máxima de um lançamento oblíquo, a componente vertical da velocidade é nula, mas a componente horizontal permanece constante e igual à componente horizontal da velocidade inicial — portanto a velocidade vetorial não é nula. Isso decorre do princípio da independência dos movimentos de Galileu, aplicado ao movimento parabólico sob ação exclusiva da gravidade.

No lançamento oblíquo, o movimento é decomposto em dois eixos independentes: na horizontal (eixo x), não há aceleração (resistência do ar desprezível), então a velocidade horizontal $v_x$ é constante durante todo o movimento; na vertical (eixo y), a aceleração é a da gravidade ($g$), constante e dirigida para baixo, o que faz a velocidade vertical $v_y$ variar linearmente com o tempo. No ponto mais alto da trajetória, o projétil inverte o sentido do movimento vertical, o que implica $v_y = 0$ naquele instante. Contudo, a componente horizontal $v_x$ não é afetada pela gravidade e permanece igual a $v_0 \cos \theta$, onde $\theta$ é o ângulo de lançamento em relação à horizontal. Assim, a velocidade vetorial nesse ponto é $\vec{v} = v_0 \cos \theta \, \hat{i}$, com módulo $|\vec{v}| = v_0 \cos \theta \neq 0$ (a menos que $\theta = 90°$, caso em que o lançamento é vertical e não há componente horizontal).

A banca explora a confusão clássica entre "velocidade vetorial nula" e "componente vertical nula". O candidato que pensa apenas na altura máxima, onde o corpo "para" por um instante na vertical, pode concluir erroneamente que a velocidade total é zero. Mas o movimento horizontal continua inalterado, e é isso que mantém o projétil em movimento. Essa distinção é fundamental para entender o alcance e a forma parabólica da trajetória.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Afirma que a velocidade vetorial é nula na altura máxima. O erro está em desconsiderar a componente horizontal da velocidade, que permanece constante e igual a $v_0 \cos \theta$. Apenas a componente vertical se anula nesse ponto. Se a velocidade vetorial fosse nula, o projétil cairia verticalmente a partir dali, o que não ocorre — ele continua avançando horizontalmente enquanto desce.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A afirmação está errada, e por isso a alternativa E é o gabarito. No ponto de altura máxima, a velocidade vetorial do projétil é não nula, pois mantém a componente horizontal $v_x = v_0 \cos \theta$. A componente vertical $v_y$ é que se anula. Portanto, o item está ERRADO.

Gabarito: letra E (ERRADO).