São Camilo 2023 (2º semestre) — questão 32 de Física
Enunciado em texto
Um rapaz desfere um golpe em um bloco de gelo que estava em repouso sobre uma superfície lisa e horizontal. O golpe não transfere quantidade de movimento ao bloco de gelo, mas o quebra em três pedaços, A, B e C, que assumem movimentos próprios e restritos ao plano da superfície. Na figura, sobre uma malha quadriculada em que o lado de uma quadrícula equivale a 4 kg·m/s, são indicados os sentidos e as direções dos vetores quantidade de movimento dos pedaços B e C.
[Figura: malha quadriculada com 6 quadrículas na horizontal e 4 na vertical; ao lado, uma cota indica que o lado de uma quadrícula vale 4 kg·m/s. De um ponto da malha (o bloco) partem dois vetores: , que avança 2 quadrículas para a direita e 1 para cima, e , que avança 4 quadrículas para a direita e 1 para baixo.]
Sabendo que o pedaço A tem massa igual a 8 kg, o módulo da velocidade adquirida por esse pedaço, após a fragmentação do bloco de gelo, é igual a
(A) 4 m/s.
(B) 3 m/s.
(C) 6 m/s.
(D) 5 m/s.
(E) 2 m/s.
(Enunciado e figura: Vestibular São Camilo 2023 (2º semestre), Medicina, Prova II — São Camilo/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário São Camilo e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a velocidade do pedaço A, usando o que a figura mostra sobre B e C.
Passo 1 — a quantidade de movimento total é zero. O bloco estava parado e o golpe não lhe deu quantidade de movimento; a superfície é lisa e horizontal (peso e normal se cancelam, sem atrito). As forças que quebram o gelo são internas. Então a soma das quantidades de movimento dos pedaços continua nula:
Passo 2 — somar B e C pelos quadradinhos. Contando na malha (direita e cima positivos):
As componentes verticais se cancelam: sobram 6 quadrículas para a direita, isto é, kg·m/s.
Passo 3 — o pedaço A. Ele tem de anular essa soma: kg·m/s, para a esquerda. Com a massa de 8 kg:
⚠️ A armadilha: esquecer a escala e usar as 6 quadrículas como se fossem 6 kg·m/s: 6/8 = 0,75 m/s, que nem aparece. Outra: somar os módulos de e em vez dos vetores; as componentes verticais, que se cancelam, entrariam na conta e dariam um valor maior que 3 m/s. Quantidade de movimento é vetor: soma-se componente a componente.
A ideia em uma frase: um corpo parado que se parte em pedaços continua com quantidade de movimento total zero: o último pedaço leva o oposto da soma vetorial dos outros.
Resposta: alternativa B (3 m/s).
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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