PUC-Rio 2023 (Grupo 1) — questão 15 de Física
Enunciado em texto
Uma partícula se move ao longo da reta de equação y = −x + 3, no sentido de x crescente. Uma força F de módulo 5 N, orientada no eixo x, age sobre a partícula entre as posições x = 0 e x = 3. Todas as unidades de medidas usadas na descrição desse movimento são do Sitema Internacional.
Qual é, em joules, o trabalho da força F nesse intervalo?
(A) 0
(B) 1
(C) 3
(D) 5
(E) 15
(Enunciado: Vestibular PUC-Rio 2023, Grupo 1 — PUC-Rio.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio).
Resolução comentada
O que a questão pede: o trabalho de uma força horizontal sobre uma partícula que anda numa reta inclinada.
Passo 1 — o deslocamento. De x = 0 a x = 3, pela reta y = −x + 3, a partícula vai do ponto (0, 3) ao ponto (3, 0). O deslocamento tem componentes Δx = 3 m e Δy = −3 m.
Passo 2 — o trabalho. Para força constante, o trabalho é o produto escalar da força pelo deslocamento. A força só tem componente x (5 N, no sentido positivo de x), então só Δx conta:
Conferindo pelo ângulo: o deslocamento mede m e faz 45° com o eixo x: J.
⚠️ A armadilha: usar o comprimento do caminho como se a força fosse ao longo dele: J, que não está nas alternativas. Só a componente do deslocamento na direção da força conta.
A ideia em uma frase: trabalho de força constante é a força vezes o deslocamento na direção dela.
Resposta: alternativa E (15 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.
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