UFPR 2018 — questão 41 de Física

Enunciado em texto
Numa experiência realizada em laboratório, a posição x de um objeto, cuja massa é constante, foi medida em função do tempo t. Com isso, construiu-se o gráfico ao lado. Sabe-se que o referencial adotado para realizar as medidas é inercial e que o objeto move-se ao longo de uma linha reta.
[Gráfico: posição (m) no eixo vertical, com marcas em −20, 0 e 20, e tempo (s) no horizontal, com marcas em 10, 20, 30 e 40. O gráfico é formado por segmentos de reta: de em desce até m em s; fica constante em m de s a s; sobe em linha reta de m em s até m em s; fica constante em m de s a s.]
Com base no gráfico, considere as seguintes afirmativas:
1. A energia cinética do objeto é constante entre os instantes t = 20 e t = 30 s.
2. A força resultante sobre o objeto em t = 15 s é nula.
3. O deslocamento total do objeto desde t = 0 até t = 40 s é nulo.
Assinale a alternativa correta.
A) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
B) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
C) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
D) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
E) As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFPR 2018, 1ª fase (Conhecimentos Gerais) — Universidade Federal do Paraná, NC-UFPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Paraná (UFPR) e ao seu Núcleo de Concursos (NC-UFPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar três afirmações a partir do gráfico da posição em função do tempo.
Passo 1 — como ler o gráfico x × t. A inclinação do gráfico é a velocidade. Trecho reto inclinado: velocidade constante (movimento uniforme). Trecho horizontal: posição fixa, objeto parado.
Afirmativa 1. Entre 20 s e 30 s o gráfico é uma reta inclinada: a velocidade é constante,
e então também é constante. Verdadeira.
Afirmativa 2. Em t = 15 s o objeto está no trecho horizontal (de 10 s a 20 s), parado em x = −20 m durante todo esse intervalo. Velocidade constante (nula) significa aceleração nula; pela 2ª lei de Newton, num referencial inercial, a força resultante é nula. Verdadeira.
Afirmativa 3. O deslocamento é a posição final menos a inicial:
Não é nulo. Falsa.
Verdadeiras: 1 e 2.
⚠️ A armadilha: na afirmativa 3, "compensar" o trecho que vai até −20 m com o que vai até +20 m e achar que tudo se anula. O deslocamento só depende do ponto de partida (0) e do de chegada (20 m). Quem cai nisso marca a alternativa E.
A ideia em uma frase: no gráfico x × t, reta inclinada é velocidade constante (energia cinética constante), reta horizontal é repouso (força resultante nula) e o deslocamento é só "final menos inicial".
Resposta: alternativa B (somente 1 e 2 verdadeiras).
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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