Santa Marcelina 2015 (2º semestre) — questão 54 de Física

Gabarito ADinâmica — impulso como área do gráfico F × tProcesso Seletivo Medicina · 2º semestre · Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 54 de Física do Santa Marcelina 2015 (2º semestre)

Enunciado em texto

Com sua prática, o funcionário de um cartório pressiona seu carimbo sobre a almofada de tinta e, imediatamente, carimba um documento. O gráfico representa, em função do tempo, a força sobre a almofada de tinta (em laranja) e sobre o documento (em azul).

[Gráfico: F (N), de 0 a 60, × t (s), de 0 a 0,7, com malha quadriculada. Laranja (almofada): um trapézio — a força sobe em linha reta de 0, em t = 0,05 s, até 20 N, em t = 0,15 s; fica em 20 N até t = 0,35 s; e desce em linha reta até 0 em t = 0,45 s. Azul (documento): um triângulo — a força sobe de 0, em t = 0,55 s, até 60 N, em t = 0,60 s, e volta a 0 em t = 0,65 s.]

A partir do gráfico, é certo concluir que a intensidade do impulso sobre a almofada, relativamente à intensidade do impulso sobre o documento, é

(A) duas vezes maior.

(B) duas vezes menor.

(C) quatro vezes menor.

(D) quatro vezes maior.

(E) igual.

(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: comparar os impulsos das duas forças.

Passo 1 — impulso é a área sob o gráfico F × t. Para força variável, o impulso é a área entre a curva e o eixo do tempo.

Passo 2 — a almofada (trapézio). Base maior de 0,05 s a 0,45 s (0,40 s), base menor de 0,15 s a 0,35 s (0,20 s), altura 20 N:

Ia=(0,40+0,20)2×20I_a = \frac{(0{,}40 + 0{,}20)}{2} \times 20

Ia=6,0 N⋅sI_a = 6{,}0\ \text{N}\cdot\text{s}

Passo 3 — o documento (triângulo). Base de 0,55 s a 0,65 s (0,10 s), altura 60 N:

Id=0,10×602=3,0 N⋅sI_d = \frac{0{,}10 \times 60}{2} = 3{,}0\ \text{N}\cdot\text{s}

Passo 4 — comparar:

IaId=6,03,0=2\frac{I_a}{I_d} = \frac{6{,}0}{3{,}0} = 2

O impulso sobre a almofada é duas vezes maior.

⚠️ A armadilha: comparar os picos de força (20 N contra 60 N) e concluir que o impulso no documento é maior. O impulso depende da força e do tempo: a força na almofada é menor, mas dura muito mais.

A ideia em uma frase: impulso é a área do gráfico F × t: uma força pequena e longa pode dar mais impulso que uma grande e rápida.

Resposta: alternativa A (duas vezes maior).

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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