UERJ 2019 (2º Exame de Qualificação) — questão 43 de Física
Enunciado em texto
Um carro de automobilismo se desloca com velocidade de módulo constante por uma pista de corrida plana. A figura abaixo representa a pista vista de cima, destacando quatro trechos: AB, BC, CD e DE.
[Figura: traçado de um autódromo visto de cima, com um carro de corrida numa das retas. Quatro trechos estão coloridos: AB (azul) é um trecho reto; BC (laranja) é uma curva curta; CD (amarelo) é uma longa reta; DE (magenta) é uma curva fechada, quase um laço, que liga o fim da reta CD a outra reta.]
A força resultante que atua sobre o carro é maior que zero nos seguintes trechos:
(A) AB e BC
(B) BC e DE
(C) DE e CD
(D) CD e AB
(Enunciado e figura: Vestibular Estadual UERJ 2019, 2º Exame de Qualificação — DSEA/UERJ.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).
Resolução comentada
O que a questão pede: em quais trechos a força resultante sobre o carro não é nula, sabendo que o módulo da velocidade não muda.
Passo 1 — força resultante e aceleração. Pela 2ª lei de Newton, . Há força resultante sempre que o vetor velocidade muda, seja no módulo, seja na direção.
Passo 2 — nas retas (AB e CD). O módulo é constante e a direção também: o vetor velocidade não muda. Aceleração nula, força resultante nula (as forças que agem no carro se equilibram).
Passo 3 — nas curvas (BC e DE). O módulo é constante, mas a direção muda o tempo todo. Isso exige uma aceleração centrípeta, apontando para o centro da curva, e portanto uma força resultante centrípeta (no carro, é o atrito lateral dos pneus com a pista):
Então a força resultante é maior que zero em BC e DE.
Por que não as outras: (A), (C) e (D) incluem pelo menos uma reta (AB ou CD), onde a resultante é nula.
⚠️ A armadilha: ler “velocidade de módulo constante” como “velocidade constante” e concluir que a resultante é nula em toda a pista. Velocidade é vetor: mudar só a direção já é acelerar.
A ideia em uma frase: com velocidade de módulo constante, só há força resultante onde a direção muda, isto é, nas curvas, e ela é a força centrípeta.
Resposta: alternativa B (BC e DE).
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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