Santa Marcelina 2015 (2º semestre) — questão 51 de Física

Gabarito BDinâmica — equilíbrio: soma vetorial das forças sobre o carrinhoProcesso Seletivo Medicina · 2º semestre · Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 51 de Física do Santa Marcelina 2015 (2º semestre)

Enunciado em texto

Para despejar o entulho em uma caçamba, um pedreiro usou uma tábua como rampa.

[Figura: à esquerda, uma caçamba; uma tábua inclinada vai do chão até a borda da caçamba. Um carrinho de mão, com a roda apoiada sobre a tábua, está na horizontal; nos cabos, a força F⃗\vec{F} do pedreiro, horizontal, aponta para a esquerda (em direção à caçamba).]

Em meio à subida da rampa, o pedreiro fez uma pequena pausa para ganhar fôlego, mantendo o carrinho em repouso.

Supondo que sobre o carrinho somente atuam a força aplicada pelo pedreiro (F⃗\vec{F}), o peso do carrinho (P⃗\vec{P}) e a força de reação normal devido ao contato da roda do carrinho sobre a rampa (N⃗\vec{N}), é correta a relação

(A) F⃗−P⃗−N⃗=0⃗\vec{F} - \vec{P} - \vec{N} = \vec{0}

(B) F⃗+P⃗+N⃗=0⃗\vec{F} + \vec{P} + \vec{N} = \vec{0}

(C) F⃗−P⃗+N⃗=0⃗\vec{F} - \vec{P} + \vec{N} = \vec{0}

(D) F⃗+P⃗−N⃗=0⃗\vec{F} + \vec{P} - \vec{N} = \vec{0}

(E) F⃗−2P⃗−2N⃗=0⃗\vec{F} - 2\vec{P} - 2\vec{N} = \vec{0}

(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2015 (2º semestre) — FASM/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Santa Marcelina (FASM) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a condição de equilíbrio do carrinho parado, escrita com vetores.

Passo 1 — carrinho em repouso. Pela 1ª lei de Newton, um corpo em repouso tem força resultante nula. A resultante é a soma vetorial de todas as forças que atuam nele:

F⃗R=F⃗+P⃗+N⃗=0⃗\vec{F}_R = \vec{F} + \vec{P} + \vec{N} = \vec{0}

Passo 2 — por que tudo com sinal de mais. Numa equação vetorial, o sentido de cada força já está dentro do próprio vetor; não se põe sinal de menos “porque a força aponta para baixo”. Os três vetores, desenhados um após o outro, formam um triângulo fechado.

Por que não as outras: (A), (C) e (D) subtraem vetores, o que equivale a inverter o sentido de alguma força: com −P⃗-\vec{P}, por exemplo, o peso estaria apontando para cima. (E) não tem sentido físico: não há por que dobrar o peso e a normal.

⚠️ A armadilha: misturar a equação vetorial com a escalar. Nas equações com módulos (projetadas num eixo) aparecem sinais de menos, conforme o sentido de cada componente; na forma vetorial, a resultante é simplesmente a soma.

A ideia em uma frase: em equilíbrio, a soma vetorial de todas as forças é o vetor nulo.

Resposta: alternativa B (F⃗+P⃗+N⃗=0⃗\vec{F} + \vec{P} + \vec{N} = \vec{0}).

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.

Outras questões de Física do Santa Marcelina 2015 (2º semestre)

Gabarito e resolução de todas as questões de Física do Santa Marcelina 2015 (2º semestre) →

Mais questões de Dinâmica, de todas as bancas, resolvidas passo a passo. Ver todos os assuntos →