PUC-PR 2016 (inverno) — questão 36 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade do bombeiro ao fim de 3,0 m de descida, com atrito de 360 N.

Passo 1 — a aceleração. O peso (900 N) puxa para baixo e o atrito (360 N) para cima:

$$a = \frac{P - f_{at}}{m} = \frac{900 - 360}{90} = 6\ \text{m/s}^2$$

Passo 2 — a velocidade final. Partindo do repouso, por Torricelli:

$$v^2 = 2\,a\,h = 2 \times 6 \times 3{,}0 = 36$$

$$v = 6{,}0\ \text{m/s}$$

Conferindo pela energia: o peso realiza $900 \times 3 = 2700$ J, o atrito tira $360 \times 3 = 1080$ J; sobram 1620 J de energia cinética, e $v = \sqrt{2 \times 1620/90} = 6$ m/s.

⚠️ A armadilha: ignorar o atrito e fazer uma queda livre: $v = \sqrt{2 \times 10 \times 3} \approx 7{,}7$ m/s, que fica perto da alternativa C (8,0 m/s) sem ser ela. O atrito reduz a aceleração de 10 para 6 m/s².

A ideia em uma frase: a resultante é o peso menos o atrito; com a aceleração na mão, Torricelli dá a velocidade.

Resposta: alternativa D (6,0 m/s).