FACISB 2018 — questão 62 de Física

Gabarito DDinâmica — força normal no ponto mais baixo de uma curva (resultante centrípeta)Processo Seletivo Medicina · Prova Objetiva

Enunciado da questão 62 de Física do FACISB 2018 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Leia o texto para responder às questões 61 e 62.

A figura mostra um escorregador em que uma criança de 40 kg desce, a partir do repouso, de um ponto A, que está 2,3 m acima do nível do solo plano e horizontal. No final da descida, a criança passa por um ponto B, que é o ponto mais baixo de um trecho circular de raio 1 m e centro C e que está a 0,5 m de altura do nível do solo. Considere que o atrito e a resistência do ar são desprezíveis e que g = 10 m/s².

[Figura (fora de escala): escorregador com escada à esquerda. O ponto A, no alto da rampa, está a 2,3 m acima do nível do solo. A rampa desce e, no final, faz uma curva côncava (trecho de circunferência tracejada de centro C e raio 1 m); B é o ponto mais baixo dessa curva, a 0,5 m acima do nível do solo.]

A força que a superfície do escorregador exerce sobre a criança quando ela passa pelo ponto B tem intensidade

(A) 1 040 N.

(B) 400 N.

(D) 1 840 N.

(E) 1 640 N.

(Enunciado e figura: Vestibular FACISB 2018 — FACISB/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências da Saúde de Barretos Dr. Paulo Prata (FACISB) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a normal no ponto B, o mais baixo do trecho circular.

Passo 1 — a velocidade em B. Sem atrito, a energia mecânica se conserva. A criança parte do repouso em A (2,3 m) e chega a B (0,5 m), descendo 1,8 m:

$\frac{v_B^{\,2}}{2} = g\,\Delta h \Rightarrow v_B^{\,2} = 2 \times 10 \times 1{,}8$

$v_B^{\,2} = 36\ \text{m}^2/\text{s}^2$

Passo 2 — as forças em B. No ponto mais baixo da curva, a normal aponta para cima (para o centro C) e o peso, para baixo. A diferença entre elas é a resultante centrípeta:

$N - m\,g = \frac{m\,v_B^{\,2}}{R}$

Passo 3 — a conta.

$N = 40 \times 10 + \frac{40 \times 36}{1}$

$N = 400 + 1440 = 1840\ \text{N}$

⚠️ A armadilha: dar só a resultante centrípeta (1440 N, alternativa C), esquecendo que a normal também tem de equilibrar o peso; ou só o peso (400 N, alternativa B). Outra: usar a altura total de 2,3 m na energia: daria v² = 46 e N = 2240 N.

A ideia em uma frase: no fundo de uma curva, N = peso + mv²/R: por isso a gente se sente “mais pesado” ali.

Resposta: alternativa D (1840 N).

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.

Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.

FACISB 2018 — questão 62 de Física

Enunciado em texto

Resolução comentada

Vídeo em breve

Outras questões de Física do FACISB 2018