Santa Casa 2025 — questão 62 de Física

Gabarito ADinâmica — terceira lei de Newton numa colisão (ação e reação)Medicina · Prova de Conhecimentos Gerais · Versão 3

Enunciado da questão 62 de Física do Santa Casa 2025 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Uma esfera X, de massa $m_X$ , colide com uma esfera Y, de massa $m_Y$ , que se encontrava em repouso. Após a colisão, ambas as esferas se movem na direção em que a esfera X se movia antes da colisão, como mostrado nas figuras.

[Figura: “Antes da colisão”: a esfera X, com velocidade $\vec{V}_0$ para a direita, aproxima-se da esfera Y, parada ( $v = 0$ ), sobre uma superfície horizontal. “Após a colisão”: X move-se para a direita com velocidade $\vec{v}_1$ e Y, à frente dela, também para a direita, com velocidade $\vec{v}_2$ .]

Sabendo que $m_X$ é maior do que $m_Y$ e que, durante a colisão, $F_X$ é a intensidade média da força que a esfera X exerce na esfera Y e $F_Y$ é a intensidade média da força que a esfera Y exerce na esfera X, tem-se que:

(A) $\dfrac{F_X}{m_X} < \dfrac{F_Y}{m_Y}$

(B) $\dfrac{F_X}{m_X} = \dfrac{F_Y}{m_Y}$

(D) $F_X < F_Y$

(E) $F_X > F_Y$

(Enunciado e figura: Vestibular Santa Casa 2025, 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: comparar as forças que as esferas trocam durante o choque e as razões força/massa.

Passo 1 — ação e reação. A força que X faz em Y e a força que Y faz em X formam um par de ação e reação (3ª lei de Newton): têm sempre a mesma intensidade, em qualquer instante do choque, e portanto também em média. Não importa qual esfera é maior nem qual estava em movimento:

$F_X = F_Y = F$

Isso elimina (D) e (E).

Passo 2 — as razões. Com a mesma força F e $m_X > m_Y$ , dividir pela massa maior dá um resultado menor:

$\frac{F}{m_X} < \frac{F}{m_Y} \Rightarrow \frac{F_X}{m_X} < \frac{F_Y}{m_Y}$

Isso é a alternativa A. Fisicamente, essas razões são as acelerações médias das esferas: a força $F_Y$ age em X e $F_X$ age em Y, mas como as intensidades são iguais, $F_X/m_X$ é a aceleração de X e $F_Y/m_Y$ é a de Y. Mesma força, a esfera mais leve muda mais de velocidade.

Por que não as outras: (B) a igualdade só valeria com massas iguais. (C) com forças iguais, $F \cdot m_X > F \cdot m_Y$ , ao contrário do que diz a alternativa.

⚠️ A armadilha: a alternativa E, pensando que a esfera maior (e que vinha em movimento) “bate mais forte”. Ela causa um efeito maior na outra, sim, mas porque a outra é mais leve; as forças trocadas são iguais.

A ideia em uma frase: ação e reação têm sempre a mesma intensidade; quem tem menos massa sofre a maior aceleração.

Resposta: alternativa A ( $F_X/m_X < F_Y/m_Y$ ).

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.

Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.

Santa Casa 2025 — questão 62 de Física

Enunciado em texto

Resolução comentada

Vídeo em breve

Outras questões de Física do Santa Casa 2025