Questão de Física — Cinemática — CESPE / CEBRASPE 2021

Lançamento oblíquo: força resultante no ponto de altura máxima

Gabarito: letra E (ERRADO). No ponto de altura máxima, a força resultante sobre o projétil não é nula: a única força atuante (desprezada a resistência do ar) é o peso, que aponta verticalmente para baixo e tem módulo constante $P = mg$. A confusão clássica é trocar velocidade nula por força nula — no ápice, a componente vertical da velocidade se anula, mas a aceleração (e, portanto, a força resultante) continua sendo a da gravidade, $g$, em todo o movimento.

No lançamento oblíquo, o projétil descreve uma parábola sob a ação exclusiva do peso (força gravitacional). Pela segunda lei de Newton, a força resultante é $\vec{F}_R = m\vec{a}$. Como a aceleração é constante e igual a $\vec{g}$ (apontando para o centro da Terra), a força resultante é constante e vale $\vec{F}_R = m\vec{g}$, inclusive no ponto mais alto da trajetória. O que muda no ápice é apenas a velocidade: a componente vertical $v_y$ se anula instantaneamente, mas a componente horizontal $v_x$ permanece constante (e não nula, a menos que o lançamento seja vertical). Portanto, a velocidade resultante no topo não é nula — ela é igual à componente horizontal, que se mantém durante todo o voo.

A pegadinha da banca está em explorar a intuição de que "no ponto mais alto o corpo para". Isso é verdade apenas para a componente vertical da velocidade, e por um instante. A força, porém, não depende da velocidade: ela continua agindo, acelerando o projétil para baixo, o que faz com que ele desça em seguida. Se a força resultante fosse nula no ápice, o projétil seguiria em movimento retilíneo uniforme (primeira lei de Newton) — o que não ocorre.

Alternativa E — ❌ Errado ⟵ GABARITO

A afirmativa está errada. No ponto de altura máxima, a força resultante sobre o projétil é o peso, $\vec{F}_R = m\vec{g}$, que não é nula. A velocidade vertical se anula, mas a força permanece constante durante todo o movimento (desprezada a resistência do ar). Se a força resultante fosse nula, pela primeira lei de Newton o projétil seguiria em linha reta com velocidade constante — o que não acontece, pois ele desce após atingir o ápice.

Gabarito: letra E (ERRADO).