PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 74 (CFS 2) da EEAR 2023

CFS 2 · Física: Atrito e resistência do ar

– Na figura a seguir apresenta-se uma caixa de madeira de massa igual a 6{,}0\text{ kg} que está sobre um assoalho de madeira e é puxada por uma força externa paralela ao solo através de uma mola, até que entre em movimento e, em seguida mantenha-se em velocidade constante. A diferença entre o alongamento máximo da mola e o alongamento necessário para manter o movimento descrito é de _____ cm.

Assinale a alternativa que preenche corretamente a frase acima.

Dados:
I- Coeficiente de atrito estático entre a caixa e o assoalho, \mu\text{e} = 0{,}62
II- Coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o assoalho, \mu\text{c} = 0{,}48
III- Constante elástica da mola, k = 100\text{ N/m}
IV- Módulo da aceleração da gravidade, g = 10\text{ m/s}^2

Caixa de madeira apoiada sobre uma superfície horizontal identificada como assoalho, presa a uma mola na face direita, que está sendo puxada horizontalmente para a direita por uma força externa indicada por uma seta.

  1. A
    0,0
  2. B
    8,4
  3. C
    28,8
  4. D
    37,2
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

A mola transmite à caixa a força que a puxa, e essa força vale F = k\,x. Já o atrito tem dois valores: o estático máximo, que precisa ser vencido para a caixa começar a se mover, e o cinético, que age durante o movimento.

Como o piso é horizontal, a normal é igual ao peso:

N = mg = 6{,}0 \cdot 10 = 60\ \text{N}
  1. Alongamento máximo, no instante em que a caixa está prestes a se mover:
F_{at,e} = \mu_e N = 0{,}62 \cdot 60 = 37{,}2\ \text{N}
x_{max} = \frac{37{,}2}{100} = 0{,}372\ \text{m} = 37{,}2\ \text{cm}
  1. Alongamento para manter a velocidade constante. Com velocidade constante a força resultante é nula, então a força da mola iguala o atrito cinético:
F_{at,c} = \mu_c N = 0{,}48 \cdot 60 = 28{,}8\ \text{N}
x = \frac{28{,}8}{100} = 0{,}288\ \text{m} = 28{,}8\ \text{cm}
  1. A diferença entre os dois alongamentos é:
37{,}2 - 28{,}8 = 8{,}4\ \text{cm}

Alternativa B.

Pegadinha: As alternativas C e D são os próprios alongamentos calculados em cada etapa; quem esquece de subtrair marca um deles.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ASupõe que o alongamento é o mesmo nas duas situações, ignorando que o atrito estático máximo é maior que o cinético.
  • CÉ o alongamento com velocidade constante (atrito cinético), não a diferença pedida.
  • DÉ o alongamento máximo (atrito estático), não a diferença pedida.

Assuntos: Atrito e resistência do ar, Força elástica e lei de Hooke.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 74 no caderno CFS 2 da EEAR 2023

Fonte: EEAR 2023 · CFS 2. Prova oficial ↗