UFLA 2025 (PAS, 1ª etapa) — questão 10 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: escolher o diagrama que mostra todas as forças sobre cada laranja, e só as que existem.

Passo 1 — forças na laranja 2 (a de cima). Ela toca em dois corpos: a parede da direita (Lado 3) e a laranja 1. Então, além do peso, recebe duas forças de contato: a normal da parede, $\vec N_{L3}$, horizontal para a esquerda, e a normal da laranja 1, $\vec N_1$, ao longo da reta que une os centros, apontando para fora da laranja 1 (para cima e para a direita).

Passo 2 — o equilíbrio da laranja 2 exige $\vec N_1$. Sem ela, sobrariam o peso (para baixo) e $\vec N_{L3}$ (para a esquerda), e nada para equilibrá-los. É a componente vertical de $\vec N_1$ que segura o peso, e sua componente horizontal, para a direita, que equilibra $\vec N_{L3}$:

$$\vec P + \vec N_{L3} + \vec N_1 = \vec 0$$

Passo 3 — forças na laranja 1 (a de baixo). Ela toca em três corpos: o fundo (Lado 2), a parede da esquerda (Lado 1) e a laranja 2. Além do peso, recebe $\vec N_{L2}$ (para cima), $\vec N_{L1}$ (para a direita) e a força da laranja 2, $\vec N_2$, também ao longo da reta dos centros, mas apontando para dentro da laranja 1 (para baixo e para a esquerda).

Passo 4 — a terceira lei amarra tudo. $\vec N_1$ (da laranja 1 na 2) e $\vec N_2$ (da laranja 2 na 1) formam um par de ação e reação: mesma intensidade, mesma direção, sentidos opostos, aplicadas em corpos diferentes. Se uma existe, a outra também tem de aparecer. É $\vec N_2$ que explica por que a laranja 1 é empurrada contra a parede ($\vec N_{L1}$ equilibra sua componente horizontal) e por que o fundo a empurra com mais força que o peso dela só:

$$\vec P + \vec N_{L1} + \vec N_{L2} + \vec N_2 = \vec 0$$

Conferindo: só a Figura 01 tem as quatro forças da laranja 1 e as três da laranja 2, com o par $\vec N_1$, $\vec N_2$ na reta dos centros e em sentidos opostos.

Por que não as outras: a Figura 02 esquece a reação $\vec N_2$ na laranja 1 (e aí $\vec N_{L1}$ ficaria sem nada para equilibrar). A Figura 03 esquece $\vec N_1$ na laranja 2, que ficaria sem nada segurando o peso. A Figura 04 esquece o par inteiro, como se as laranjas não se tocassem.

⚠️ A armadilha: desenhar a força de contato só em um dos corpos (Figuras 02 e 03). Toda força de contato vem em par: se a laranja 1 empurra a 2, a 2 empurra a 1 de volta.

A ideia em uma frase: em cada ponto de contato há uma normal, e entre as duas laranjas ela aparece duas vezes, como ação e reação, uma em cada laranja.

Resposta: alternativa A (Figura 01).