UERJ 2022 (Exame Único) — questão 37 de Física

Gabarito CDinâmica — segunda lei de Newton num sistema de corpos ligados (tração)Vestibular Estadual · Exame Único
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 37 de Física do UERJ 2022 (Exame Único)

Enunciado em texto

O funcionário de um supermercado recolhe as mercadorias deixadas nos caixas e as coloca em carrinhos. Após certo tempo de trabalho, as mercadorias recolhidas ocupam quatro carrinhos, interligados pelas correntes I, II e III para facilitar a locomoção, como ilustra a imagem. Ao deslocar os carrinhos, o funcionário exerce uma força F de intensidade igual a 8 N.

[Imagem: quatro carrinhos de supermercado cheios, em fila sobre o chão horizontal. Da esquerda para a direita, a corrente I liga o 1º ao 2º carrinho, a corrente II liga o 2º ao 3º e a corrente III liga o 3º ao 4º. No último carrinho, à direita, uma seta horizontal para a direita indica F = 8 N.]

Considere que cada carrinho, com os produtos neles contidos, possui massa de 10 kg.

Desprezando os atritos, a tração na corrente II, em newtons, corresponde a:

(A) 2

(B) 3

(C) 4

(D) 5

(Enunciado e figura: Vestibular Estadual UERJ 2022, Exame Único — 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: a força na corrente do meio, a que liga o 2º ao 3º carrinho.

Passo 1 — a aceleração do conjunto. Sem atrito, a única força horizontal externa é F, que puxa os quatro carrinhos juntos (40 kg):

a=FM=840=0,2 m/s2a = \frac{F}{M} = \frac{8}{40} = 0{,}2\ \text{m/s}^2

Passo 2 — isolar o que a corrente II puxa. A corrente II é a única força horizontal sobre o bloco formado pelos dois carrinhos de trás (o 1º e o 2º, 20 kg), e eles têm a mesma aceleração do conjunto:

TII=m a=20×0,2=4 NT_{II} = m\,a = 20 \times 0{,}2 = 4\ \text{N}

Conferindo: do mesmo jeito, TI=10×0,2=2T_I = 10 \times 0{,}2 = 2 N e TIII=30×0,2=6T_{III} = 30 \times 0{,}2 = 6 N. As trações crescem de trás para a frente, porque cada corrente puxa mais carrinhos que a anterior, e a da frente, 6 N, ainda é menor que F = 8 N.

⚠️ A armadilha: confundir as correntes e calcular a I, que só puxa o carrinho de trás: 2 N, a alternativa A. A corrente II puxa dois carrinhos.

A ideia em uma frase: ache a aceleração do conjunto; a tração numa corrente é a força que acelera tudo o que vem atrás dela.

Resposta: alternativa C (4 N).

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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