PUC-Campinas 2005 — questão 47 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a distância que o corpo desliza até parar, freado só pelo atrito.

Passo 1 — a desaceleração. Na superfície horizontal, a normal vale o peso, $N = mg$, e o atrito dinâmico é $\mu N = \mu m g$. É a única força horizontal, então, pela segunda lei de Newton:

$$m\,a = \mu\,m\,g$$

$$a = \mu g = 0{,}20 \times 10 = 2{,}0\ \text{m/s}^2$$

A massa se cancela: por isso o enunciado nem dá o valor de m.

Passo 2 — Torricelli, de 4,0 m/s até zero:

$$0 = v_0^2 - 2\,a\,d$$

$$d = \frac{4{,}0^2}{2 \times 2{,}0} = 4{,}0\ \text{m}$$

Conferindo pela energia: a energia cinética inicial é toda dissipada pelo atrito: $\frac{m v^2}{2} = \mu m g\, d$, e $d = 16/(2 \times 0{,}20 \times 10) = 4{,}0$ m.

⚠️ A armadilha: esquecer o 2 de Torricelli: $16/2{,}0 = 8{,}0$ m, a alternativa D.

A ideia em uma frase: o atrito dá desaceleração μg, e Torricelli dá a distância até parar: $v^2/(2\mu g)$.

Resposta: alternativa C (4,0 m).