PUC-PR 2019 (Medicina) — questão 42 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o trabalho do peso durante toda a queda.

Passo 1 — a altura da queda. Queda livre a partir do repouso, por 6 s:

$$h = \frac{g\,t^2}{2} = \frac{10 \times 36}{2} = 180\ \text{m}$$

Passo 2 — o trabalho do peso. O peso é vertical, no sentido do deslocamento:

$$\tau = m\,g\,h = 0{,}2 \times 10 \times 180 = 360\ \text{J}$$

Conferindo pela energia cinética: a velocidade final é $v = g t = 60$ m/s, e $E_c = 0{,}2 \times 60^2/2 = 360$ J. Como o peso é a única força, o trabalho dele é exatamente essa energia cinética.

⚠️ A armadilha: usar a massa em gramas, ou calcular a altura como $g t = 60$ m (que é a velocidade final, não a altura): daria 120 J (alternativa C). Usar $h = gt^2$ sem o 1/2 dobra o resultado.

A ideia em uma frase: na queda livre, h = gt²/2, e o trabalho do peso é mgh, igual à energia cinética ganha.

Resposta: alternativa E (360 J).