PUC-SP 2026 (inverno) — questão 13 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade ao fim dos 100 m, com força constante de 30 N.

Passo 1 — a massa que se move. Tudo anda junto: ciclista, caixa, bolsa e bicicleta:

$$m = 72 + 2 + 1 + 15 = 90\ \text{kg}$$

Passo 2 — a aceleração (2ª lei de Newton):

$$a = \frac{F}{m} = \frac{30}{90} = \frac{1}{3}\ \text{m/s}^2$$

Passo 3 — a velocidade em 100 m (Torricelli), partindo do repouso:

$$v^2 = 2\,a\,d = 2 \times \frac{1}{3} \times 100 \approx 66{,}7$$

$$v \approx 8{,}2\ \text{m/s}$$

Conferindo pela energia: o trabalho da força, $30 \times 100 = 3\,000$ J, vira energia cinética: $90\,v^2/2 = 3\,000$, $v^2 \approx 66{,}7$. Mesmo resultado.

⚠️ A armadilha: usar só a massa do ciclista (72 kg): $v^2 = 2 \times 30 \times 100/72 \approx 83$, v ≈ 9,1 m/s, a alternativa D. A força tem de acelerar tudo o que se move junto. Outra é fazer F·d/m = 3 000/90 ≈ 33,3 e chamar isso de velocidade (alternativa E): falta o fator 2 e a raiz quadrada.

A ideia em uma frase: força constante dá aceleração F/m da massa total, e Torricelli transforma isso em velocidade ao fim do percurso.

Resposta: alternativa C (cerca de 8,2 m/s).