UFRGS 2019 — questão 8 de Física
Enunciado em texto
A esfera de massa M cai, de uma altura h, verticalmente ao solo, partindo do repouso. A resistência do ar é desprezível.
A figura a seguir representa essa situação.
[Figura: a esfera M na altura do topo de um bloco retangular apoiado no solo; ao lado do bloco, a altura h é indicada do topo até o solo.]
Sendo T o tempo de queda e g o módulo da aceleração da gravidade, o módulo da quantidade de movimento linear da esfera, quando atinge o solo, é
(A) Mh/T.
(B) Mgh/T.
(C) .
(D) MgT.
(E) MhT.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2019, 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 módulo de p = Mv no instante em que a esfera chega ao solo.
Passo 1 — a velocidade no solo. Queda livre a partir do repouso é um MUV com aceleração g:
Passo 2 — a quantidade de movimento:
Conferindo por outro caminho: pelo teorema do impulso, a única força é o peso, Mg, agindo durante T. O impulso é MgT, e como a esfera partiu do repouso, esse é o p final. Mesma resposta.
Também dá para escrever com h: dá , e , o mesmo valor em outra forma.
⚠️ A armadilha: usar a velocidade média, h/T, como se fosse a final, e chegar a Mh/T, a alternativa A. Num MUV a partir do repouso, a velocidade final é o dobro da média: 2h/T.
A ideia em uma frase: na queda livre a partir do repouso, v = gT; logo p = MgT, que é também o impulso do peso.
Resposta: alternativa D (MgT).
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.