UEMG 2005 — questão 25 de Física
Enunciado em texto
Um maestro chegou em casa e colocou sua batuta (pequena haste usada para reger orquestras) encostada entre uma parede e uma mesa, como na figura, abaixo.
Assinale a alternativa que MELHOR representa as forças que atuam na batuta, no instante considerado.
[Figura: uma mesa encostada numa parede vertical (à esquerda). A batuta, inclinada, tem a extremidade de cima encostada na parede e a extremidade de baixo apoiada sobre o tampo da mesa, um pouco afastada da parede. Uma seta com o rótulo “batuta” aponta para ela.]
A) [Figura: batuta inclinada, com a ponta de cima à esquerda e a de baixo à direita. Na ponta de cima: uma seta horizontal para a direita e uma seta vertical para baixo. No meio: uma seta para baixo. Na ponta de baixo: uma seta vertical para cima e uma seta horizontal para a direita.]
B) [Figura: a mesma batuta. Na ponta de cima: uma seta vertical para cima. No meio: uma seta para baixo. Na ponta de baixo: uma seta vertical para cima. Nenhuma seta horizontal.]
C) [Figura: a mesma batuta. Na ponta de cima: uma seta horizontal para a direita. Na ponta de baixo: uma seta horizontal para a esquerda. Nenhuma seta vertical.]
D) [Figura: a mesma batuta. Na ponta de cima: uma seta vertical para cima e uma seta horizontal para a direita. No meio: uma seta para baixo. Na ponta de baixo: uma seta vertical para cima e uma seta horizontal para a esquerda.]
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UEMG 2005 — Universidade do Estado de Minas Gerais.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG).
Resolução comentada
O que a questão pede: escolher o desenho com todas as forças que agem na batuta parada, encostada na parede e apoiada na mesa.
Passo 1 — quem toca a batuta. Só três “agentes” interagem com ela: a Terra (peso), a parede (no contato de cima) e a mesa (no contato de baixo). Cada contato pode dar uma força perpendicular à superfície (a normal) e uma força ao longo da superfície (o atrito).
Passo 2 — as forças, uma a uma.
• Peso: vertical, para baixo, aplicado no meio da batuta.
• Normal da parede: a parede empurra a batuta para fora dela, isto é, horizontal para a direita, na ponta de cima.
• Normal da mesa: a mesa empurra a batuta para cima, na ponta de baixo.
• Atrito da mesa: sozinha, a batuta escorregaria com o pé se afastando da parede (para a direita). O atrito se opõe a isso: horizontal, para a esquerda, na ponta de baixo.
• Atrito da parede: a ponta de cima tende a escorregar para baixo ao longo da parede; o atrito ali aponta para cima.
Passo 3 — conferir o equilíbrio. Na horizontal, a normal da parede (para a direita) é equilibrada pelo atrito da mesa (para a esquerda). Na vertical, o peso (para baixo) é equilibrado pela normal da mesa somada ao atrito da parede (ambos para cima). É exatamente o conjunto da alternativa D.
Por que não as outras: em A há uma força para baixo na ponta de cima (a parede não puxa a batuta para baixo) e a força horizontal no pé aponta para a direita, sem nada para a esquerda que equilibre a normal da parede: a resultante horizontal não seria nula. Em B não há força horizontal nenhuma, mas a parede tem de empurrar a batuta (e o atrito para cima na parede só existe se houver normal). Em C faltam o peso e a normal da mesa: a resultante vertical não seria nula.
⚠️ A armadilha: desenhar o atrito do pé apontando para fora da parede, como em A. O atrito se opõe à tendência de escorregamento, e o pé tende a fugir da parede; logo, o atrito aponta para a parede.
A ideia em uma frase: em cada contato, uma normal empurrando para fora da superfície e um atrito contra o escorregamento; somadas ao peso, elas têm de se anular.
Resposta: alternativa D (peso, normal e atrito da mesa, normal e atrito da parede).
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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