Santa Marcelina 2020 — questão 54 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a energia elástica total armazenada no arco.

Passo 1 — unidades do SI. 24 g = 0,024 kg e 180 km/h ÷ 3,6 = 50 m/s.

Passo 2 — energia cinética da flecha.

$$E_c = \frac{m\,v^2}{2} = \frac{0{,}024 \times 50^2}{2}$$

$$E_c = 0{,}012 \times 2500 = 30\ \text{J}$$

Passo 3 — esses 30 J são 80% da energia do arco.

$$E_{el} = \frac{30}{0{,}80} = 37{,}5\ \text{J}$$

⚠️ A armadilha: multiplicar por 0,8 em vez de dividir (30 × 0,8 = 24 J) ou achar que a energia do arco é menor que a da flecha. A flecha recebe só uma parte da energia do arco, então a do arco tem de ser maior. Outra: esquecer de converter km/h em m/s.

A ideia em uma frase: se a flecha leva 80% da energia, a energia total é a da flecha dividida por 0,8.

Resposta: alternativa E (37,5 J).