UFLA 2023 (PAS, 2ª etapa) — questão 14 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o coeficiente de atrito do chão que faz o bloco parar em 10 m depois de descer 10 m de altura.

Passo 1 — o balanço de energia do percurso todo. O bloco parte do repouso e termina parado: a energia cinética inicial e a final são nulas. No escorregador sem atrito não há perda; no chão, o atrito dissipa tudo. Então toda a energia potencial inicial é gasta pelo trabalho do atrito no trecho horizontal:

$$m\,g\,h = \mu\,m\,g\,d$$

(No plano horizontal, a normal é igual ao peso, então o atrito vale $\mu m g$.)

Passo 2 — isolar o coeficiente. Massa e $g$ se cancelam:

$$\mu = \frac{h}{d} = \frac{10}{10} = 1$$

Conferindo pela cinemática: no pé do escorregador, $v^2 = 2gh = 200$ (m/s)². No chão, a desaceleração que para o bloco em 10 m é $a = v^2/(2d) = 200/20 = 10$ m/s². Como $a = \mu g$, $\mu = 10/10 = 1$.

⚠️ A armadilha: achar que um coeficiente de atrito não pode chegar a 1 e procurar um valor “mais razoável”, como 0,5. Não há essa regra: borracha em superfície áspera, por exemplo, tem $\mu$ perto de 1 ou até maior. Também não é preciso usar a massa de 2 kg: ela se cancela.

A ideia em uma frase: toda a energia potencial inicial é dissipada pelo atrito no chão: $mgh = \mu m g d$, logo $\mu = h/d$.

Resposta: alternativa B (1).