UEM 2021 (Conhecimentos Específicos) — questão 34 de Física

Enunciado em texto
Uma pessoa encontra-se em repouso em relação ao solo. Ela solta, de uma altura desprezível, uma caixa de 2kg sobre uma esteira. Em relação ao solo, essa esteira se move horizontalmente com velocidade constante e igual a 2m/s (em módulo). Considere o coeficiente de atrito cinético igual a 0,5 entre a caixa e a esteira e o módulo da aceleração da gravidade igual a 10m/s². Além disso, considere que o solo seja um referencial inercial e despreze a resistência do ar. Assinale o que for correto.
(01) Do referencial da pessoa, a quantidade de movimento (em módulo) adquirida pela caixa, do momento em que entra em contato com a esteira até começar a se movimentar solidariamente a ela, é de 4N.s.
(02) Do referencial da pessoa, a energia cinética adquirida pela caixa, do momento em que entra em contato com a esteira até começar a se movimentar solidariamente a ela, é 4J.
(04) O referencial da esteira pode ser considerado um referencial inercial.
(08) Do referencial da esteira, o módulo da velocidade da caixa no instante em que ela entra em contato com a esteira é de 2m/s.
(16) O intervalo de tempo entre o instante em que a caixa entra em contato com a esteira e o instante em que a caixa passa a se movimentar solidariamente a ela é de 0,4s.
(Enunciado: Vestibular UEM 2021, 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 caixa, que chega parada (em relação ao solo) e é arrastada pelo atrito até atingir a velocidade da esteira.
(01) Verdadeira. A caixa sai de 0 e chega a 2 m/s:
(02) Verdadeira.
(04) Verdadeira. A esteira se move com velocidade constante em relação ao solo, que é inercial. Todo referencial em MRU em relação a um inercial também é inercial.
(08) Verdadeira. Para quem está na esteira, a caixa chega com a velocidade relativa m/s: módulo 2 m/s, para trás. (A altura é desprezível, então a velocidade vertical também é.)
(16) Verdadeira. O atrito cinético é a resultante horizontal:
⚠️ A armadilha: na (04), achar que “está se movendo, então não é inercial”. O que estraga o referencial é a aceleração; velocidade constante não.
A ideia em uma frase: o atrito cinético acelera a caixa com a = μg até ela igualar a velocidade da esteira; e a esteira, em MRU, é referencial inercial.
Resposta: soma 31 (01 + 02 + 04 + 08 + 16).
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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