PUC-PR 2015 (Complementar) — questão 34 de Física
Enunciado em texto
Quando duas superfícies sólidas entram em contato, criam-se pontos de aderência, interações elétricas de átomos muito próximos, formando pequenas “soldas” entre as superfícies. Quando observadas por um microscópio, percebe-se que as superfícies apresentam um aspecto quebradiço, chamado rugosidade. Essas irregularidades favorecem o aparecimento dos pontos de aderência. O movimento entre as superfícies faz com que energia térmica seja liberada devido à quebra dos pontos de aderência. Esse processo de interação entre as superfícies faz com que apareça uma força, chamada atrito, que dificulta o deslizamento de uma superfície sobre a outra. Para estudar o comportamento do atrito, considere um bloco apoiado sobre um plano horizontal sujeito a uma força horizontal de intensidade crescente aplicada sobre o bloco através de um dinamômetro, conforme ilustra a figura B. O bloco se encontra inicialmente em repouso e o gráfico (figura A) mostra o comportamento da força de atrito () em função da intensidade da força aplicada por meio do dinamômetro ().
[Figura A: gráfico × . Do ponto a (origem), uma reta inclinada sobe até o ponto b; de b, a força de atrito cai na vertical até o ponto c, um pouco mais baixo; de c em diante, um segmento horizontal até d. Figura B: uma mão puxa, por meio de um dinamômetro, um bloco apoiado numa superfície horizontal, com a força indicada por uma seta horizontal.]
Com relação ao gráfico, analise as proposições a seguir:
I. Segmento a → b: bloco em movimento.
II. Segmento b → c: a aderência é quebrada.
III. Segmento c → d: bloco se encontra parado.
IV. Segmento c → d: aparecimento de energia térmica na interface bloco/plano.
V. O ponto b representa o ponto de iminência de deslizamento do bloco.
Assinale a alternativa CORRETA.
(A) São verdadeiras apenas as alternativas II, IV e V.
(B) São verdadeiras apenas as alternativas I, II.
(C) São verdadeiras apenas as alternativas II, III e V.
(D) São verdadeiras apenas as alternativas I, IV e V.
(E) São verdadeiras apenas as alternativas I, II e IV.
(Enunciado e figura: Vestibular PUCPR 2015 (Complementar) — PUCPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: interpretar cada trecho do gráfico atrito × força aplicada.
Trecho a → b — atrito estático. O atrito cresce junto com a força aplicada, igual a ela: o bloco está parado, e o atrito estático se ajusta ao valor necessário para equilibrá-lo. I é falsa.
Ponto b — atrito estático máximo. É o maior valor que as “soldas” aguentam: o bloco está na iminência de deslizar. V é verdadeira.
Trecho b → c — as soldas se rompem. O atrito cai bruscamente do valor estático máximo para o valor cinético, que é menor (): a aderência foi quebrada. II é verdadeira.
Trecho c → d — atrito cinético. O atrito fica constante, , independentemente da força aplicada: é o bloco deslizando. III é falsa. Com o deslizamento, o trabalho do atrito vira energia térmica na interface, como diz o próprio texto. IV é verdadeira.
Verdadeiras: II, IV e V.
⚠️ A armadilha: achar que, como o atrito está mudando em a → b, o bloco já se move (afirmação I). É o contrário: enquanto o atrito acompanha a força, ele é estático e o bloco está parado. O patamar horizontal (atrito constante) é que corresponde ao movimento.
A ideia em uma frase: a rampa do gráfico é o atrito estático (bloco parado), o pico é a iminência, e o patamar mais baixo é o atrito cinético (bloco deslizando).
Resposta: alternativa A (II, IV e V).
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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