EEAR 2023 (CFS 1) — questão 90 de Física

Enunciado em texto
Nos gráficos das alternativas a seguir pode-se verificar como a intensidade de uma força resultante (F) aplicada sobre um corpo de massa (m) varia em função do seu deslocamento (d), sendo que a força aplicada tem a mesma direção do deslocamento. Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que apresenta o gráfico no qual o trabalho realizado pela força aplicada durante todo o deslocamento é de 48 J.
a) [Gráfico F (N) × d (m): F = 4 N constante de d = 0 a d = 15 m; depois cai em linha reta, cruzando o zero em d = 18 m e chegando a F = −4 N em d = 22 m.]
b) [Gráfico F (N) × d (m): F sobe em linha reta de 0 (em d = 0) a 4 N (em d = 5 m); fica em 4 N até d = 15 m; depois cai em linha reta, cruzando o zero em d = 18 m e chegando a F = −4 N em d = 22 m.]
c) [Gráfico F (N) × d (m): F sobe em linha reta de 0 (em d = 0) a 4 N (em d = 5 m) e fica em 4 N até d = 22 m.]
d) [Gráfico F (N) × d (m): F sobe em linha reta de 0 (em d = 0) a 4 N (em d = 5 m); fica em 4 N até d = 10 m; é zero de 10 m a 15 m; volta a 4 N de 15 m até 22 m. No eixo d estão marcados 5, 10, 15, 20 e 22.]
(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 1/2023 — EEAR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.
Resolução comentada
O que a questão pede: em qual gráfico a área total (com sinal) entre a curva e o eixo d vale 48 J.
Passo 1 — trabalho é área. Com a força na direção do deslocamento, o trabalho é a área sob o gráfico F × d. Área acima do eixo conta positivo; abaixo, negativo (a força está contra o movimento).
Passo 2 — os pedaços que se repetem:
• triângulo de 0 a 5 m: J;
• triângulo de 15 a 18 m: J;
• triângulo de 18 a 22 m, abaixo do eixo: J.
Passo 3 — cada gráfico:
• (A) J;
• (B) J;
• (C) J;
• (D) J.
Só o gráfico (B) dá 48 J.
⚠️ A armadilha: somar a área abaixo do eixo como positiva. No gráfico (B), isso daria 10 + 40 + 6 + 8 = 64 J. Quando F é negativa, a força freia o corpo e o trabalho dela é negativo.
A ideia em uma frase: no gráfico F × d, o trabalho é a área: acima do eixo soma, abaixo subtrai.
Resposta: alternativa B.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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