Santa Marcelina 2017 — questão 54 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanto de energia mecânica o atrito “comeu” nos 10 m de descida.

Atenção: o enunciado fala em “plano vertical”, mas o atrito é entre o bloco e o plano inclinado (é nele que o bloco desliza). É só um deslize de redação; a física é a mesma.

Passo 1 — quanto o bloco desceu. Andando 10 m ao longo de uma rampa de 30°, a altura perdida é:

$$h = 10 \times \text{sen}\,30^{\circ} = 10 \times 0{,}5 = 5\ \text{m}$$

Passo 2 — energia potencial perdida.

$$m\,g\,h = 10 \times 10 \times 5 = 500\ \text{J}$$

Passo 3 — energia cinética ganha.

$$\frac{m\,v^2}{2} = \frac{10 \times 5^2}{2} = 125\ \text{J}$$

Passo 4 — o que sumiu foi dissipado. Sem atrito, os 500 J virariam cinética. Só 125 J viraram:

$$E_{\text{diss}} = 500 - 125 = 375\ \text{J}$$

⚠️ A armadilha: usar 10 m como altura (com mgh = 1000 J) ou usar cos 30° no lugar de sen 30°. A altura é o cateto oposto ao ângulo de 30°, ou seja, 10 · sen 30°.

A ideia em uma frase: energia dissipada pelo atrito = energia mecânica inicial − energia mecânica final.

Resposta: alternativa C (375 J).