FACISB 2020 — questão 63 de Física
Enunciado em texto
Um garoto corre sobre uma superfície horizontal e salta sobre um carrinho parado em relação ao solo, também plano e horizontal. Imediatamente antes de seus pés atingirem a superfície do carrinho, o garoto tem uma velocidade de módulo na direção horizontal. Os pés do garoto deslizam sobre o carrinho até atingirem o repouso em relação a ele.
[Figura: um garoto correndo sobre um patamar elevado, prestes a saltar para dentro de um carrinho azul com rodas, parado num piso mais baixo, à direita.]
Desprezando os atritos, exceto o existente entre os pés do garoto e a superfície do carrinho, e sabendo que a massa do garoto corresponde a um terço da massa do carrinho, a velocidade final com que o conjunto garoto-carrinho se movimenta em relação ao solo é
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(Enunciado e figura: Vestibular FACISB 2020 — 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 velocidade comum de garoto e carrinho depois que os pés param de escorregar.
Passo 1 — por que a quantidade de movimento horizontal se conserva. O atrito entre os pés e o carrinho é força interna ao sistema garoto + carrinho. Atrito com o chão foi desprezado, e as forças verticais não mexem na direção horizontal. Então, na horizontal, não há força externa: a quantidade de movimento se conserva.
Passo 2 — as massas. Se o garoto tem massa m, o carrinho tem 3m.
Passo 3 — antes e depois. Antes, só o garoto se move; depois, os dois andam juntos com velocidade v:
⚠️ A armadilha: trocar as massas e tomar o carrinho como um terço do garoto: aí , que nem aparece. Outra é dividir só pela massa do carrinho, o que dá (alternativa A): a massa final em movimento é a soma, 4m.
A ideia em uma frase: atrito entre partes do mesmo sistema é força interna: a quantidade de movimento total se conserva, como numa colisão perfeitamente inelástica.
Resposta: alternativa B (v₀/4).
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.