Questão 94 (CFS 1) da EEAR 2021

Question

– No gráfico da figura a seguir tem-se a intensidade da força (F), em newtons, em função do tempo (t), em segundos. Nesse gráfico, a força, que é a resultante das forças exercidas sobre o corpo de massa m tem direção constante. Sabendo que no instante t = 0 o corpo está em repouso, determine o valor do impulso da força, em \text{N.s}, sobre o corpo, somente, no intervalo de 0 a 4 segundos.

Gráfico da força F em newtons em função do tempo t em segundos. No instante t = 0, F = 10; em t = 2 s, a força cai linearmente para 5 N; permanece constante em 5 N até t = 4 s; e decai linearmente até 0 N no instante t = 6 s.

A
5
B
15
C
25
D
30

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 94 (CFS 1) da EEAR 2021

CFS 1 · Física: Impulso e quantidade de movimento

– No gráfico da figura a seguir tem-se a intensidade da força (F), em newtons, em função do tempo (t), em segundos. Nesse gráfico, a força, que é a resultante das forças exercidas sobre o corpo de massa m tem direção constante. Sabendo que no instante t = 0 o corpo está em repouso, determine o valor do impulso da força, em \text{N.s}, sobre o corpo, somente, no intervalo de 0 a 4 segundos.

Gráfico da força F em newtons em função do tempo t em segundos. No instante t = 0, F = 10; em t = 2 s, a força cai linearmente para 5 N; permanece constante em 5 N até t = 4 s; e decai linearmente até 0 N no instante t = 6 s.

A
5
B
15
C
25
D
30

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Resolução comentada

O impulso de uma força é numericamente igual à área sob o gráfico F \times t. Como a direção da força é constante, basta calcular a área entre t=0 e t=4\ \text{s}.

Esse trecho se divide em duas partes:

De 0 a 2 s a força cai de 10 N para 5 N, formando um trapézio:

I_1 = \frac{(10+5)\cdot 2}{2} = 15\ \text{N.s}
De 2 a 4 s a força é constante, igual a 5 N, formando um retângulo:

I_2 = 5 \cdot 2 = 10\ \text{N.s}

Somando:

I = I_1 + I_2 = 15 + 10 = 25\ \text{N.s}

O trecho de 4 a 6 s não entra na conta, pois o enunciado pede somente o intervalo de 0 a 4 s. O fato de o corpo partir do repouso e de a massa não ser dada não interfere, já que o impulso depende só da área do gráfico.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa D engana quem soma a área até 6 s (25 + 5), ignorando que o intervalo pedido termina em 4 s.

Por que as outras alternativas estão erradas

AUsa apenas o valor 5 N da força constante, sem calcular a área do gráfico.
BCalcula só a área do trecho de 0 a 2 s (trapézio) e esquece o retângulo de 2 a 4 s.
DInclui o triângulo de 4 a 6 s (5 N.s), que está fora do intervalo pedido (0 a 4 s).

Assunto: Impulso e quantidade de movimento.

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Questão 94 no caderno CFS 1 da EEAR 2021

Fonte: EEAR 2021 · CFS 1. Prova oficial ↗