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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 107 do ENEM PPL 2023

2º dia · Ciências da Natureza · H20 · Física: Plano inclinado

Dois operários deslizam uma pedra, para cima, sobre uma superfície inclinada com velocidade constante. Um deles puxa a pedra utilizando uma corda, enquanto o outro a empurra, conforme a figura. No instante em que a pedra desliza sobre a posição B, apesar da força de atrito \vec{f}_{\text{B}} exercida pela superfície, os pés dos operários não deslizam nas posições A e C, por causa, respectivamente, das forças de atrito \vec{f}_{\text{A}} e \vec{f}_{\text{C}}, exercidas sobre esses pés.

Dois operários sobre uma rampa inclinada movimentando um grande bloco de pedra para cima: o operário na posição A empurra a pedra, enquanto o operário na posição C a puxa com uma corda. No bloco, localizado na posição B, estão representados os vetores da força normal N, perpendicular à rampa para cima, e do peso P, na vertical para baixo.

O diagrama que representa os sentidos das forças de atrito exercidas pela superfície da rampa nas posições A, B e C é:

  1. A
    Vetor f_A apontando para baixo ao longo da rampa, vetor f_B apontando para cima e vetor f_C apontando para baixo.
  2. B
    Vetores f_A, f_B e f_C todos apontando para cima ao longo da rampa.
  3. C
    Vetor f_A apontando para cima ao longo da rampa, vetor f_B apontando para baixo e vetor f_C apontando para cima.
  4. D
    Vetores f_A, f_B e f_C todos apontando para baixo ao longo da rampa.
  5. E
    Vetor f_A apontando para baixo ao longo da rampa, vetor f_B apontando para cima e vetor f_C apontando para cima.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

A pergunta pede o sentido das forças de atrito que a superfície da rampa exerce em cada posição. O atrito se opõe ao deslizamento (ou à tendência de deslizamento) entre as superfícies em contato.

Posição B (pedra): a pedra sobe a rampa deslizando. O atrito da superfície sobre ela se opõe ao movimento relativo, então aponta para baixo ao longo da rampa.

Posições A e C (pés dos operários): os pés não deslizam, mas cada operário faz força sobre a pedra para cima da rampa, e a reação a essa força empurra o operário para baixo. Assim:

  1. Em A, o operário empurra a pedra para cima. Pela ação e reação, a pedra o empurra para baixo. Seu pé tenderia a escorregar para baixo, e o atrito da rampa sobre o pé aponta para cima.
  2. Em C, a corda puxa o operário para baixo (a pedra puxa a corda para baixo). O pé tenderia a escorregar para baixo, e o atrito da rampa aponta para cima.

Em outras palavras, os operários só sobem o bloco porque o atrito da rampa nos pés empurra os dois para cima. Já a pedra sofre atrito para baixo.

Resultado: \vec f_A para cima, \vec f_B para baixo e \vec f_C para cima.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa E engana quem acha que quem empurra recebe atrito no mesmo sentido da força que faz sobre a pedra, esquecendo que o atrito no pé é para cima, e que o da pedra é para baixo.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AInverte os três sentidos: coloca o atrito da pedra para cima e os dos pés para baixo.
  • BColoca o atrito na pedra para cima, mas ele se opõe ao movimento de subida, logo aponta para baixo.
  • DColoca todos para baixo; os pés dos operários precisam de atrito para cima para não escorregar.
  • EInverte A e B: o atrito no pé de A é para cima e o da pedra em B é para baixo.

Assuntos: Plano inclinado, Leis de Newton e aplicações.

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