Física · composição de velocidades · velocidade relativa · movimento uniforme
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 υc, 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 υn 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. Nessa situação, em quantos minutos o nadador completará a prova?
O que a prova mostra
O diagrama mostra o circuito visto de cima: um retângulo tracejado com uma boia em cada canto. Embaixo, a boia 1 à esquerda e a 2 à direita; em cima, a 4 à esquerda e a 3 à direita. Os lados de cima e de baixo medem 800 m, e os lados da esquerda e da direita, 400 m. A seta da corrente, υc, fica perto do lado direito e aponta para baixo, de 3 para 2, paralela aos lados de 400 m. Uma seta υn sai do lado de baixo e aponta em diagonal para cima e para a direita; outra seta υn, no lado de cima, aponta em diagonal para cima e para a esquerda. As duas setas υn são inclinadas em relação aos lados do retângulo.
42
65
72
105
120
Nos lados de 800 m parte da velocidade serve para vencer a corrente; num lado curto ele nada contra ela, no outro a favor. Total: 65 min.
Por que a B é a certa
A corrente de 30 m/min aponta ao longo dos lados de 400 m. Nos lados de 800 m, o nadador inclina o corpo para anular a corrente: dos 50 m/min, 30 vão contra ela e sobram 40 m/min para avançar, pelo triângulo 30-40-50. Cada lado longo leva 800 ÷ 40 = 20 min. Num lado curto ele nada contra a corrente, a 50 − 30 = 20 m/min (20 min); no outro, a favor, a 50 + 30 = 80 m/min (5 min). Somando: 20 + 20 + 20 + 5 = 65 min.
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