PUC Minas 2015 (2º semestre, interior) — questão 33 de Física
Enunciado em texto
AS QUESTÕES 32 E 33 REFEREM-SE A O ENUNCIADO A SEGUIR.
Um casal de patinadores encontra-se em repouso, posicionados frente a frente. A massa do patinador é de 80 Kg enquanto a patinadora tem uma massa de 60 Kg. Eles se empurram mutuamente e a moça se afasta do ponto onde estavam com uma velocidade de 4m/s em relação ao piso da pista de patinação.
Sobre a energia mecânica do casal de patinadores, é CORRETO afirmar:
(A) No momento que entra em movimento, a energia cinética da patinadora é de aproximadamente 480 J.
(B) Após se moverem, a energia cinética de ambos torna-se nula, pois irão se mover em sentidos contrários.
(C) Pela lei da conservação da energia, pode-se afirmar que a energia cinética do casal era nula antes de se empurrarem e continua nula após se moverem.
(D) A energia cinética do patinador será negativa, pois sua velocidade tem sentido oposto à velocidade da patinadora.
(Enunciado: Vestibular PUC Minas 2015 (2º semestre) — PUC Minas.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas).
Resolução comentada
O que a questão pede: a afirmação correta sobre a energia cinética do casal.
Passo 1 — energia cinética da moça. Com m = 60 kg e v = 4 m/s:
Passo 2 — e a do rapaz. Pela conservação da quantidade de movimento (questão anterior), ele sai a 3 m/s:
A energia cinética total passa de 0 para 840 J. Essa energia veio dos músculos (energia química) dos patinadores.
Por que não as outras: (B) e (C) erram porque a energia cinética é um escalar sempre positivo (depende de v²): as duas não se cancelam, mesmo com sentidos opostos; o que se anula é a quantidade de movimento, que é vetor. (D) energia cinética nunca é negativa, pelo mesmo motivo.
⚠️ A armadilha: confundir a conservação da quantidade de movimento com a da energia cinética e marcar a C. Aqui a quantidade de movimento total continua zero, mas a energia cinética aumenta, porque os músculos realizaram trabalho.
A ideia em uma frase: a energia cinética é escalar e positiva; num empurrão, a quantidade de movimento total se conserva, mas a energia cinética do sistema aumenta.
Resposta: alternativa A (480 J).
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.