FAMECA 2019 — questão 37 de Física

Gabarito AEnergia — trabalho do peso e dissipação numa pista com rampasMedicina · 1º dia · Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 37 de Física do FAMECA 2019

Enunciado em texto

A figura mostra um skatista, que sobe a rampa 1 e, depois, desce a rampa 2, que possui inclinação maior que a rampa 1.

[Figura: pista no chão com o ponto A antes da rampa 1, uma rampa 1 mais suave que sobe até um patamar de altura h, um patamar horizontal e uma rampa 2 mais íngreme que desce de h até o chão, onde fica o ponto B. A e B estão no mesmo nível.]

Suponha que no deslocamento entre os pontos A e B, indicados na figura, atuaram sobre o skatista apenas as forças peso, normal e de resistência. Assinale a alternativa que apresenta as relações entre as velocidades do skatista no ponto A (VAV_A) e no ponto B (VBV_B) e os módulos dos trabalhos realizados pela força peso do skatista ao subir a rampa 1 (τ1\tau_1) e ao descer a rampa 2 (τ2\tau_2).

(A) VA>VBV_A > V_B e ∣τ1∣=∣τ2∣|\tau_1| = |\tau_2|

(B) VA<VBV_A < V_B e ∣τ1∣>∣τ2∣|\tau_1| > |\tau_2|

(C) VA<VBV_A < V_B e ∣τ1∣=∣τ2∣|\tau_1| = |\tau_2|

(D) VA=VBV_A = V_B e ∣τ1∣<∣τ2∣|\tau_1| < |\tau_2|

(E) VA>VBV_A > V_B e ∣τ1∣>∣τ2∣|\tau_1| > |\tau_2|

(Enunciado e figura: Vestibular FAMECA 2019, Conhecimentos Gerais — FAMECA/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: comparar as velocidades em A e B e os trabalhos do peso na subida e na descida.

Passo 1 — trabalho do peso. O peso é uma força conservativa: seu trabalho só depende do desnível, não da forma nem da inclinação da rampa. Subindo h, τ1=−mgh\tau_1 = -mgh; descendo h, τ2=+mgh\tau_2 = +mgh. Em módulo, iguais.

Passo 2 — velocidades. A e B estão no mesmo nível, então o peso, no total, não realiza trabalho entre eles (−mgh + mgh = 0). A normal é perpendicular ao movimento e também não realiza trabalho. Sobra a força de resistência, que tem trabalho negativo. Pelo teorema da energia cinética, a energia cinética diminui de A para B: VA>VBV_A > V_B.

⚠️ A armadilha: achar que a rampa 2, por ser mais íngreme, faz o peso realizar mais trabalho (alternativa D ou B). A inclinação muda o tempo e o caminho, mas o trabalho do peso é só mgh.

A ideia em uma frase: o trabalho do peso depende só do desnível; com resistência e saída e chegada no mesmo nível, o skatista chega mais devagar.

Resposta: alternativa A (VA>VBV_A > V_B e ∣τ1∣=∣τ2∣|\tau_1| = |\tau_2|).

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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