EsPCEx 2019/2020 — questão 29 de Física

Enunciado em texto
No plano inclinado abaixo, um bloco homogêneo encontra-se sob a ação de uma força de intensidade F = 4 N, constante e paralela ao plano. O bloco percorre a distância AB, que é igual a 1,6 m, ao longo do plano com velocidade constante.
Desprezando-se o atrito, então a massa do bloco e o trabalho realizado pela força peso quando o bloco se desloca do ponto A para o ponto B são, respectivamente,
Dados: adote a aceleração da gravidade g = 10 m/s²; sen 60° = √3/2 e cos 60° = 1/2
[Figura: plano inclinado de 60° com a horizontal. O bloco sobe a rampa de A até B (1,6 m), com velocidade e força paralelas ao plano, para cima. Desenho ilustrativo – fora de escala.]
(A) kg e −8,4 J.
(B) kg e −6,4 J.
(C) kg e −8,4 J.
(D) kg e 7,4 J.
(E) kg e 6,4 J.
(Enunciado e figura: EsPCEx — Concurso de Admissão 2019/2020, 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: a massa do bloco e o trabalho do peso de A até B.
Passo 1 — a massa. Velocidade constante e sem atrito: a resultante é nula. Ao longo do plano, F equilibra a componente do peso:
Passo 2 — o trabalho do peso. O bloco sobe (de A para B), e o peso faz trabalho negativo. A componente do peso ao longo do plano vale 4 N (igual a F) e é oposta ao deslocamento:
(Também dá para ver pelo teorema da energia cinética: a energia cinética não muda, então o trabalho do peso é o oposto do de F, que vale +6,4 J.)
⚠️ A armadilha: esquecer o sinal (alternativa E, +6,4 J). O peso aponta para baixo e o bloco sobe: o trabalho é resistente.
A ideia em uma frase: velocidade constante sem atrito: F iguala mg·sen θ; o trabalho do peso na subida é −mg·h.
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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