UFRGS 2015 — questão 9 de Física
Enunciado em texto
Observe o sistema formado por um bloco de massa m comprimindo uma mola de constante k, representado na figura abaixo.
[Figura: uma mola de constante k presa a uma parede, à esquerda, comprimida por um bloco de massa m; uma seta indica o coeficiente de atrito entre o bloco e o piso, e uma seta larga aponta para a direita. Mais à direita, o mesmo bloco aparece parado. Embaixo, um eixo horizontal marca −X (posição inicial do bloco), 0 (equilíbrio da mola) e 4X (posição final do bloco).]
Considere a mola como sem massa e o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície igual a .
Qual deve ser a compressão X da mola para que o bloco deslize sem rolar sobre a superfície horizontal e pare no ponto distante 4X da posição de equilíbrio da mola?
(A) 2mg/k.
(B) mg/k.
(C) mg/k.
(D) mg/k.
(E) mg/k.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2015, 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: quanto comprimir a mola para o bloco parar exatamente em 4X.
Passo 1 — de onde vem e para onde vai a energia. O bloco parte do repouso em −X e para em 4X: a energia cinética começa e termina nula. Toda a energia elástica guardada na mola é gasta pelo atrito ao longo do caminho.
Passo 2 — a distância percorrida. De −X até 4X o bloco anda
e o atrito age o tempo todo, inclusive enquanto a mola ainda empurra.
Passo 3 — balanço de energia. A força de atrito é (normal = peso, piso horizontal):
⚠️ A armadilha: contar o atrito só a partir da posição de equilíbrio (distância 4X): sai , a alternativa D. O bloco já desliza com atrito desde −X.
A ideia em uma frase: a energia elástica kX²/2 vira inteira trabalho do atrito, μmg vezes a distância total percorrida.
Resposta: alternativa E ().
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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