UFPR 2025 — questão 58 de Física

Enunciado em texto
Atenção: em todas as questões, as medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por . Quando for necessário, use para o módulo da aceleração gravitacional.
O texto a seguir é referência para as questões 56 a 58.
Um objeto de massa constante kg desloca-se em um movimento unidimensional ao longo de uma linha reta, e sua aceleração é medida em função do tempo , obtendo-se, então, o gráfico a seguir:
[Gráfico: aceleração a (m/s²) no eixo vertical, com marcas em 2,0 e 4,0; tempo t (s) no eixo horizontal, com marcas de 10 em 10, de 0 a 90. A linha cheia, formada por segmentos de reta, é: de t = 0 a t = 20 s, sobe de a = 0 até a = 4,0 m/s² (passando por 2,0 em t = 10 s); de 20 s a 30 s, fica constante em 4,0 m/s²; de 30 s a 40 s, desce até 2,0 m/s²; de 40 s a 50 s, fica constante em 2,0 m/s²; de 50 s a 60 s, desce até 0; de 60 s a 70 s, fica em 0; de 70 s a 80 s, sobe até 2,0 m/s²; de 80 s a 90 s, desce até 0. Linhas tracejadas ligam os vértices aos eixos.]
Considerando os dados fornecidos no enunciado e no gráfico, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do trabalho total realizado sobre o objeto entre os instantes s e s.
A)
B)
C)
D)
E)
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFPR 2025, 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: o trabalho total (da força resultante) sobre o objeto entre 60 s e 70 s.
Passo 1 — o que o gráfico diz nesse intervalo. De 60 s a 70 s a aceleração é zero. Pela 2ª lei de Newton, a força resultante também é zero (), e a velocidade não muda.
Passo 2 — teorema da energia cinética. O trabalho total é igual à variação da energia cinética:
Como a velocidade é a mesma em 60 s e em 70 s, :
Conferindo: o objeto não está parado. Com o dado da questão 57 ( m/s em 50 s) e a área do triângulo entre 50 s e 60 s ( m/s), ele anda a 55 m/s nesse trecho. Ele percorre 550 m, mas sem força resultante; o trabalho total é nulo mesmo assim.
⚠️ A armadilha: achar que, se o objeto se desloca, alguma força tem de realizar trabalho. Pode até haver forças individuais trabalhando (uma empurrando, outra freando), mas elas se cancelam: o trabalho total é zero.
A ideia em uma frase: aceleração nula significa velocidade constante, energia cinética constante e trabalho total zero.
Resposta: alternativa C (W = 0 J).
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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