Santa Marcelina 2022 (2º semestre) — questão 53 de Física
Enunciado em texto
Quando um objeto está em queda de modo que a resistência do ar não pode ser desprezada, se houver tempo e distância suficientes, ele atinge uma velocidade constante, chamada velocidade limite (), com a qual chega ao solo em movimento uniforme. Uma bola de basquete de massa 600 g foi abandonada em repouso do alto de um edifício e caiu verticalmente. Devido à resistência do ar, essa bola atingiu a velocidade limite 15 metros antes de chegar ao solo, conforme a figura.
[Figura: bola de basquete caindo verticalmente; numa posição mais baixa ela já está com velocidade (seta para baixo), e dessa posição até o solo há 15 m.]
Adotando g = , a energia mecânica dissipada devido à resistência do ar, depois de a bola ter atingido a velocidade limite e até chegar ao solo, foi de
(A) 90 J.
(B) 210 J.
(C) 180 J.
(D) 150 J.
(E) 120 J.
(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2022 (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 energia mecânica perdida nos últimos 15 m de queda.
Passo 1 — a energia cinética não muda. Nos 15 m finais a bola cai com velocidade constante (): sua energia cinética fica igual.
Passo 2 — então toda a energia potencial perdida é dissipada. Com m = 600 g = 0,6 kg:
Conferindo pela força: em velocidade constante, a resistência do ar é igual ao peso (6 N). O trabalho dela em 15 m é 6 × 15 = 90 J, que é exatamente a energia dissipada.
⚠️ A armadilha: achar que falta o valor de para resolver. Não falta: como a velocidade não muda nesse trecho, a cinética nem entra na conta.
A ideia em uma frase: caindo com velocidade constante, a energia potencial que o corpo perde vira, toda, energia dissipada pelo ar.
Resposta: alternativa A (90 J).
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.