EsPCEx 2016/2017 — questão 26 de Física

Gabarito CDinâmica — impulso e quantidade de movimento (teorema do impulso) com MUVConcurso de Admissão 2016/2017 · Exame Intelectual, 1º dia · Modelo A

Enunciado da questão 26 de Física do EsPCEx 2016/2017 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Um cubo de massa 4 kg está inicialmente em repouso sobre um plano horizontal sem atrito. Durante 3 s, aplica-se sobre o cubo uma força constante $\vec F$ , horizontal e perpendicular no centro de uma de suas faces, fazendo com que ele sofra um deslocamento retilíneo de 9 m, nesse intervalo de tempo, conforme representado no desenho abaixo.

No final do intervalo de tempo de 3 s, os módulos do impulso da força $\vec F$ e da quantidade de movimento do cubo são respectivamente:

[Figura: o cubo sobre o piso horizontal, empurrado pela força horizontal $\vec F$ . Desenho ilustrativo – fora de escala.]

(A) 36 N·s e 36 kg·m/s

(B) 24 N·s e 36 kg·m/s

(D) 12 N·s e 36 kg·m/s

(E) 12 N·s e 12 kg·m/s

(Enunciado e figura: EsPCEx — Concurso de Admissão 2016/2017, 1º dia, Modelo A.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola Preparatória de Cadetes do Exército (EsPCEx), do Exército Brasileiro.

Resolução comentada

O que a questão pede: o impulso de F e a quantidade de movimento final.

Passo 1 — a aceleração. Parte do repouso e anda 9 m em 3 s, com aceleração constante:

$d = \frac{a\,t^2}{2} \;\Rightarrow\; 9 = \frac{a \times 9}{2} \;\Rightarrow\; a = 2\ \text{m/s}^2 \qquad F = m\,a = 8\ \text{N}$

Passo 2 — impulso e quantidade de movimento:

$I = F\,\Delta t = 8 \times 3 = 24\ \text{N}\cdot\text{s} \qquad v = a\,t = 6\ \text{m/s} \Rightarrow Q = 4 \times 6 = 24\ \text{kg}\cdot\text{m/s}$

Os dois valores são iguais, como manda o teorema do impulso: o cubo partiu do repouso e F é a resultante, então I = ΔQ = Q.

⚠️ A armadilha: usar a velocidade média (9/3 = 3 m/s) no lugar da final. Partindo do repouso com aceleração constante, a velocidade final é o dobro da média.

A ideia em uma frase: impulso da resultante = variação da quantidade de movimento.

Resposta: alternativa C.

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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