UFRGS 2022 — questão 17 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar três afirmações sobre os blocos empurrados juntos.

Passo 1 — a aceleração do conjunto. Os três andam juntos, e a única força horizontal externa é F (o plano é liso):

$$a = \frac{F}{m_A + m_B + m_C} = \frac{18}{6} = 3\ \text{m/s}^2$$

Passo 2 — afirmação II (forças de contato). O bloco A empurra B e C juntos; o bloco B empurra só C:

$$F_{AB} = (m_B + m_C)\,a = 3 \times 3 = 9\ \text{N}$$

$$F_{CB} = m_C\,a = 1 \times 3 = 3\ \text{N}$$

A II está correta.

Passo 3 — afirmação III (resultantes). Pela segunda lei de Newton, a resultante em cada bloco é a massa dele vezes a aceleração comum:

$$F_A = 3 \times 3 = 9\ \text{N}$$

$$F_B = 2 \times 3 = 6\ \text{N}$$

$$F_C = 1 \times 3 = 3\ \text{N}$$

Conferindo em A: 18 − 9 = 9 N; em B: 9 − 3 = 6 N. A III está correta.

Passo 4 — afirmação I. O plano é liso: não há atrito, e nada dissipa energia. Peso e normal são perpendiculares ao movimento e não realizam trabalho. A força F realiza trabalho positivo: ela fornece energia, que vira energia cinética. As forças de contato entre os blocos fazem trabalho negativo num bloco e positivo no outro, que se cancelam: só passam energia adiante. A I está errada.

⚠️ A armadilha: marcar a (E) achando que toda força “gasta” energia. Dissipar é transformar energia mecânica em calor, e isso exige atrito ou algo parecido, que aqui não existe.

A ideia em uma frase: ache a aceleração do conjunto e, depois, cada força de contato é a massa que ela empurra vezes essa aceleração.

Resposta: alternativa D (apenas II e III).