PUC-Campinas 2026 — questão 30 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o trabalho da força que o alvo faz na flecha enquanto ela penetra e para.

Passo 1 — o teorema da energia cinética. O trabalho da resultante é igual à variação da energia cinética. Durante a penetração, a força que domina é a resistência do alvo (o peso, nesse trecho curto, é desprezível perto dela). A flecha chega com 60 m/s e termina parada:

$$\tau = E_{c,f} - E_{c,i} = 0 - \frac{m\,v^2}{2}$$

Passo 2 — a conta (massa em kg). 50 g = 0,050 kg:

$$\tau = -\frac{0{,}050 \times 60^2}{2}$$

$$\tau = -\frac{0{,}050 \times 3\,600}{2} = -90\ \text{J}$$

Passo 3 — o sinal. O trabalho é negativo porque a força de resistência aponta contra o movimento: ela tira da flecha toda a energia cinética que ela trazia.

⚠️ A armadilha: esquecer o 1/2 da energia cinética, que daria −180 J, valor que nem aparece nas opções; ou errar a conversão de gramas para quilogramas, o que leva a números mil vezes maiores. Confira sempre: 50 g é 0,050 kg.

A ideia em uma frase: se só uma força relevante freia o corpo até parar, o trabalho dela é menos toda a energia cinética que ele tinha.

Resposta: alternativa C (−90 J).