UFRGS 2016 — questão 8 de Física
Enunciado em texto
Considere, na figura abaixo, a representação de um automóvel, com velocidade de módulo constante, fazendo uma curva circular em uma pista horizontal.
[Figura: trecho de pista em forma de arco de circunferência, visto de cima, com um automóvel sobre ela; um segmento R liga um ponto da pista, na altura do automóvel, ao centro da curva, que fica à esquerda e abaixo.]
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
A força resultante sobre o automóvel é ........ e, portanto, o trabalho por ela realizado é ........ .
(A) nula – nulo
(B) perpendicular ao vetor velocidade – nulo
(C) paralela ao vetor velocidade – nulo
(D) perpendicular ao vetor velocidade – positivo
(E) paralela ao vetor velocidade – positivo
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2016, 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: a direção da força resultante num carro que faz curva com velocidade de módulo constante, e o trabalho dela.
Passo 1 — a resultante não é nula. O carro muda de direção, então tem aceleração (centrípeta) e, pela 2ª lei de Newton, a resultante não pode ser zero.
Passo 2 — a direção. Como o módulo da velocidade não muda, não há componente da resultante ao longo da velocidade. Ela aponta para o centro da curva, ao longo do raio R: é perpendicular à velocidade, que é tangente à pista.
Passo 3 — o trabalho. Uma força perpendicular ao deslocamento não realiza trabalho (). Confirmação pelo teorema da energia cinética: o módulo da velocidade é constante, então e o trabalho da resultante é nulo.
⚠️ A armadilha: marcar "nula – nulo" (alternativa A), confundindo velocidade de módulo constante com velocidade vetorial constante. Na curva a velocidade muda de direção, e isso exige força.
A ideia em uma frase: no movimento circular uniforme a resultante é centrípeta, perpendicular à velocidade, e por isso não realiza trabalho.
Resposta: alternativa B (perpendicular ao vetor velocidade – nulo).
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.