Santa Casa 2018 — questão 62 de Física

Gabarito BDinâmica — 2ª lei de Newton em blocos encostados (força de contato)Medicina · Prova de Conhecimentos Gerais · Versão 4

Enunciado da questão 62 de Física do Santa Casa 2018 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Duas caixas, A e B, estão apoiadas, em repouso, sobre uma superfície plana e horizontal. Sobre a caixa A é aplicada uma força $\vec{F}$ , horizontal e de intensidade constante, conforme a figura.

[Figura: duas caixas encostadas lado a lado sobre o chão, A à esquerda e B à direita. Uma seta horizontal, indicada por “F = 40 N”, empurra a caixa A para a direita.]

O gráfico representa a variação da intensidade da força $\vec{F}_{AB}$ , transmitida de A para B, em função da massa de A, $m_A$ , mantendo a massa de B, $m_B$ , constante.

[Gráfico: $F_{AB}$ (N) no eixo vertical, em função de $m_A$ (kg) no eixo horizontal. A curva começa no ponto (0; 40) e decresce, cada vez mais devagar; uma linha tracejada destaca o ponto (2; 30).]

Desprezando o atrito e a resistência do ar, a aceleração do sistema quando $m_A = 2$ kg será

(A) $4\ \text{m/s}^2$ .

(B) $5\ \text{m/s}^2$ .

(D) $2\ \text{m/s}^2$ .

(E) $1\ \text{m/s}^2$ .

(Enunciado e figura: Vestibular Santa Casa 2018, Prova de Conhecimentos Gerais — FCMSCSP/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo (FCMSCSP) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a aceleração do conjunto quando a caixa A tem 2 kg.

Passo 1 — ler o gráfico. Quando $m_A = 2$ kg, a força que A transmite a B vale $F_{AB} = 30$ N.

Passo 2 — as forças na caixa A. Na horizontal, A recebe a força F = 40 N para a direita e, pela ação e reação, B empurra A de volta com 30 N, para a esquerda. Sem atrito, a 2ª lei de Newton para A dá:

$F - F_{AB} = m_A\,a$

$40 - 30 = 2\,a \;\Rightarrow\; a = 5\ \text{m/s}^2$

As duas caixas andam juntas, então essa é a aceleração do sistema.

Conferindo pela caixa B: a única força horizontal em B é $F_{AB}$ , logo $30 = m_B \cdot 5$ e $m_B = 6$ kg. Para o conjunto: $a = 40/(2 + 6) = 5$ m/s². E o gráfico faz sentido: com $m_A = 0$ , toda a força chega a B ( $F_{AB} = 40$ N), que é o ponto onde a curva começa.

⚠️ A armadilha: esquecer que B empurra A de volta e usar só a força F na caixa A: $40/2 = 20$ m/s², valor que nem está nas alternativas. A resultante em A é F − $F_{AB}$ , não F.

A ideia em uma frase: isolando um bloco, a resultante nele é a soma das forças que ele recebe, incluindo a reação do bloco vizinho; daí sai a aceleração comum.

Resposta: alternativa B (5 m/s²).

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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