PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 67 da UFPR 2011
Um esporte muito popular em paises do Hemisfério Norte é o “curling”, em que pedras de granito polido são lançadas sobre uma pista horizontal de gelo. Esse esporte lembra o nosso popular jogo de bocha. Considere que um jogador tenha arremessado uma dessas pedras de modo que ela percorreu 45 m em linha reta antes de parar, sem a intervenção de nenhum jogador. Considerando que a massa da pedra é igual a 20 kg e o coeficiente de atrito entre o gelo e o granito é de 0{,}02, assinale a alternativa que dá a estimativa correta para o tempo que a pedra leva para parar.
- AMenos de 18 s.
- BEntre 18 s e 19 s.
- CEntre 20 s e 22 s.
- DEntre 23 s e 30 s.
- EMais de 30 s.
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Resolução comentada
O único força horizontal sobre a pedra é o atrito cinético, que a desacelera até parar. A massa não influencia o resultado, pois ela se cancela.
- Força de atrito: f = \mu N = \mu m g.
- Pela segunda lei de Newton: m a = \mu m g, logo a = \mu g.
- Com g = 10\ \text{m/s}^2: a = 0{,}02 \cdot 10 = 0{,}2\ \text{m/s}^2 (desaceleração).
Agora, o movimento é uniformemente variado, com velocidade final nula. Usando Torricelli para achar a velocidade inicial:
O tempo até parar vem de v = v_0 - a t = 0:
Conferindo pela distância: \Delta s = \frac{v_0 t}{2} = \frac{4{,}24 \cdot 21{,}2}{2} \approx 45\ \text{m}. ✓
Portanto, o tempo está entre 20 s e 22 s.
Alternativa C.
Por que as outras alternativas estão erradas
- ATempo muito curto; resulta de erro na desaceleração ou de usar a velocidade média errada.
- BFica próximo de 18, valor de v_0^2, confundindo essa grandeza com o tempo.
- DExagera o tempo, por exemplo ao esquecer o fator 2 de Torricelli ou usar g inadequado.
- ETempo excessivo, incompatível com a = 0{,}2\ \text{m/s}^2 e 45 m percorridos.
Assuntos: Atrito e resistência do ar, Movimento uniformemente variado (MUV).
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Fonte: UFPR 2011 · 1ª fase. Prova oficial ↗