UERJ 2023 (Exame Único) — questão 38 de Física
Enunciado em texto
Para um experimento de estudo das leis de Newton, um recipiente com massa de 100 kg foi colocado sobre um carrinho em uma superfície plana. Três grupos de pessoas exerceram forças distintas sobre esse sistema, conforme representado na imagem I. As forças aplicadas sobre o mesmo sistema visto de cima estão representadas na imagem II.
[Imagem I: um recipiente sobre um carrinho com rodas, em perspectiva, com os eixos x e y desenhados no plano do chão. Saem do recipiente três forças horizontais: 160 N no sentido positivo do eixo x, 40 N no sentido oposto (negativo de x) e 90 N numa direção perpendicular a x, no sentido oposto ao eixo y.]
[Imagem II: o mesmo sistema visto de cima, como um círculo com os eixos x (para a direita) e y (para cima) cruzando no centro. Do centro saem três setas: 160 N para a direita, ao longo de +x; 40 N para a esquerda, ao longo de −x; e 90 N para baixo, ao longo de −y.]
Considerando apenas a força resultante exercida pelos três grupos, o módulo da aceleração, em m/s², que atua sobre o recipiente é igual a:
(A) 2,9
(B) 2,4
(C) 1,5
(D) 1,3
(Enunciado e figura: Vestibular Estadual UERJ 2023, 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 aceleração do recipiente, a partir da resultante das três forças.
Passo 1 — somar na direção x. As forças de 160 N e 40 N estão na mesma direção, em sentidos opostos:
Passo 2 — a direção y. Só há a força de 90 N:
Passo 3 — compor as duas, que são perpendiculares, pelo teorema de Pitágoras:
(É o triângulo 3-4-5 multiplicado por 30: 90, 120, 150.)
Passo 4 — a 2ª lei de Newton:
⚠️ A armadilha: somar os módulos como números, sem olhar as direções: 160 + 40 + 90 = 290 N dá 2,9 m/s², a alternativa A. Ou subtrair o 40 e somar o 90 como se estivesse na mesma direção: 160 − 40 + 90 = 210 N dá 2,1 m/s², fora das opções. Força é vetor: forças perpendiculares se compõem por Pitágoras.
A ideia em uma frase: some as forças eixo por eixo, junte as duas componentes perpendiculares por Pitágoras e só então divida pela massa.
Resposta: alternativa C (1,5 m/s²).
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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