UEM 2015 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 8 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: decompor a força, achar normal e atrito e calcular trabalhos e potência.

Passo 1 — componentes da força (puxando para cima e para a frente):

$$F_x = 10 \cdot 0{,}5 = 5\ \text{N}$$

$$F_y = 10 \cdot 0{,}86 = 8{,}6\ \text{N}$$

Passo 2 — normal e atrito. Na vertical, a componente $F_y$ alivia o apoio:

$$N = P - F_y = 20 - 8{,}6 = 11{,}4\ \text{N}$$

$$f_{at} = \mu N = 0{,}2 \cdot 11{,}4 = 2{,}28\ \text{N}$$

(01) Verdadeira. A componente horizontal faz $5 \times 10 = 50$ J em 10 s:

$$P = \frac{50}{10} = 5\ \text{W}$$

(02) Verdadeira. N = 11,4 N.

(04) Verdadeira. A resultante horizontal é $5 - 2{,}28 = 2{,}72$ N; em 10 m:

$$\tau = 2{,}72 \cdot 10 = 27{,}2\ \text{J}$$

(08) Verdadeira. $f_{at} = 2{,}28$ N.

(16) Falsa. O peso é vertical e o deslocamento, horizontal: o trabalho do peso é zero.

Atenção: os dados do movimento não fecham com as forças. Com resultante de 2,72 N, a caixa de 2 kg teria aceleração de 1,36 m/s², e não percorreria só 10 m em 10 s (partindo do repouso, andaria 68 m). A questão quer apenas as contas com as forças e os 10 m e 10 s dados, como fizemos acima; não use esse movimento para outras conclusões.

⚠️ A armadilha: na (02), tomar a normal igual ao peso (20 N). A força puxa também para cima, e a normal diminui: $N = P - F\,\text{sen}\,60^{\circ}$.

A ideia em uma frase: força inclinada para cima diminui a normal (e o atrito); só a componente na direção do deslocamento realiza trabalho.

Resposta: soma 15 (01 + 02 + 04 + 08).