PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 34 (2º exame) da UERJ 2012
Considere as Leis de Newton e as informações A seguir para responder às questões de números 33 e 34. · 2º Exame de Qualificação
Uma pessoa empurra uma caixa sobre o piso de uma sala. As forças aplicadas sobre a caixa na direção do movimento são:
– F_p: força paralela ao solo exercida pela pessoa;
– F_a: força de atrito exercida pelo piso.
A caixa se desloca na mesma direção e sentido de F_p.
A força que a caixa exerce sobre a pessoa é F_c.
Se o deslocamento da caixa ocorre com aceleração constante, na mesma direção e sentido de F_p, as magnitudes das forças citadas apresentam a seguinte relação:
- AF_p = F_c = F_a
- BF_p > F_c = F_a
- CF_p = F_c > F_a
- DF_p = F_c < F_a
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Resolução comentada
Duas leis de Newton resolvem a questão.
Terceira lei (ação e reação): a pessoa empurra a caixa com F_p e a caixa empurra a pessoa com F_c. São um par ação-reação, que sempre têm o mesmo módulo, mesmo que haja aceleração. Logo F_p = F_c.
Segunda lei: na direção do movimento, a caixa sofre apenas F_p (a favor do movimento) e F_a (contra). A força resultante é:
Como a aceleração é constante e tem o mesmo sentido de F_p, temos a > 0, ou seja, F_R > 0. Então:
Combinando os dois resultados:
Se a velocidade fosse constante (a=0), teríamos F_p = F_a. Mas aqui há aceleração, então a força da pessoa vence o atrito.
Alternativa C.
Pegadinha: A alternativa A engana quem associa 'movimento' a forças iguais, esquecendo que a aceleração exige força resultante não nula.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AIgualar F_p e F_a só vale para velocidade constante (força resultante nula), mas aqui há aceleração.
- BAfirma F_c = F_a e F_p > F_c, contrariando a terceira lei, que exige F_p = F_c.
- DCom F_a maior que F_p, a caixa seria freada, e não acelerada no sentido de F_p.
Assuntos: Leis de Newton e aplicações, Atrito e resistência do ar.
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Fonte: UERJ 2012 · 2º Exame de Qualificação. Prova oficial ↗