UEM 2019 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 25 de Física
Enunciado em texto
Um carrinho de massa m e velocidade v colide com uma mola de constante elástica k. Considere o carrinho como se fosse uma massa puntiforme, despreze o atrito e a resistência do ar e suponha que a mola impeça o contato do carrinho com a parede. Assinale o que for correto.
[Figura: carrinho de massa m andando para a direita com velocidade v sobre o piso horizontal, em direção a uma mola horizontal de constante k presa a uma parede vertical à direita; a ponta livre da mola tem uma placa vertical.]
(01) Durante o processo de compressão da mola, a quantidade de movimento do sistema permanece constante.
(02) Durante o processo de compressão da mola, o carrinho descreve um movimento uniformemente variado.
(04) Enquanto o carrinho está comprimindo a mola, três forças atuam sobre ele.
(08) A compressão máxima sofrida pela mola é igual a .
(16) Quando apenas metade da energia cinética inicial tiver se transformado em energia potencial elástica, a mola terá se comprimido apenas um quarto da sua compressão máxima.
(Enunciado e figura: Vestibular UEM 2019 (Inverno), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: analisar a compressão da mola pelo carrinho.
(01) Falsa. A mola está presa à parede, que exerce força externa sobre o sistema carrinho–mola. Com resultante externa diferente de zero, a quantidade de movimento muda: o carrinho freia até parar.
(02) Falsa. A força da mola, , cresce com a compressão: a aceleração não é constante. O movimento durante o contato é um trecho de MHS, não um MUV.
(04) Verdadeira. Peso, normal do piso e força elástica da mola (o atrito foi desprezado).
(08) Verdadeira. Sem atrito, a energia cinética vira toda elástica na compressão máxima :
(16) Falsa. A energia elástica é proporcional a . Metade da energia corresponde a
cerca de 71% da compressão máxima, não um quarto. (Um quarto de armazena só 1/16 da energia.)
⚠️ A armadilha: na (16), achar que energia e compressão são proporcionais. A energia vai com o quadrado da deformação.
A ideia em uma frase: a mola transforma energia cinética em elástica (mv²/2 = kx²/2), com força variável: nada de MUV.
Resposta: soma 12 (04 + 08).
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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