UFRGS 2014 — questão 8 de Física

Gabarito EEnergia — trabalho mínimo num plano inclinado com atritoConcurso Vestibular · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 8 de Física do UFRGS 2014

Enunciado em texto

Instrução: Sempre que for necessário utilizar valores dos módulos da aceleração da gravidade na superfície da Terra ou da velocidade da luz no vácuo, considere esses valores como 9,80 m/s29{,}80\ \text{m/s}^2 e 3,00×108 m/s3{,}00 \times 10^{8}\ \text{m/s}, respectivamente.

Um plano inclinado com 5 m de comprimento é usado como rampa para arrastar uma caixa de 120 kg para dentro de um caminhão, a uma altura de 1,5 m, como representa a figura abaixo.

[Figura: uma caixa no chão, ao pé de uma rampa reta que sobe até a carroceria de um caminhão.]

Considerando que a força de atrito cinético entre a caixa e a rampa seja de 564 N, o trabalho mínimo necessário para arrastar a caixa para dentro do caminhão é

(A) 846 J.

(B) 1056 J.

(C) 1764 J.

(D) 2820 J.

(E) 4584 J.

(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2014, Física — UFRGS.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).

Resolução comentada

O que a questão pede: o menor trabalho que a pessoa precisa fazer para levar a caixa até o caminhão.

Passo 1 — o caso de trabalho mínimo. O mínimo é arrastar a caixa devagar, com velocidade constante: sem ganhar energia cinética. Aí o trabalho da pessoa paga só duas coisas: a energia potencial ganha e a energia perdida no atrito.

Passo 2 — energia potencial:

mgh=120×9,80×1,5=1764 Jmgh = 120 \times 9{,}80 \times 1{,}5 = 1764\ \text{J}

Passo 3 — trabalho contra o atrito, ao longo dos 5 m da rampa:

fat d=564×5=2820 Jf_{at}\,d = 564 \times 5 = 2820\ \text{J}

Passo 4 — somar:

W=1764+2820=4584 JW = 1764 + 2820 = 4584\ \text{J}

⚠️ As armadilhas: esquecer o atrito dá 1764 J (alternativa C); esquecer o peso dá 2820 J (alternativa D). As duas parcelas existem ao mesmo tempo: a caixa sobe e escorrega contra o atrito.

A ideia em uma frase: arrastando devagar, o trabalho mínimo é o ganho de energia potencial mais a energia dissipada pelo atrito.

Resposta: alternativa E (4584 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.

Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.

Outras questões de Física do UFRGS 2014

Gabarito e resolução de todas as questões de Física do UFRGS 2014 →

Mais questões de Trabalho e energia, de todas as bancas, resolvidas passo a passo. Ver todos os assuntos →