UFSC 2023 (Vagas Remanescentes) — questão 32 de Física

Gabarito 26Dinâmica — corpo prensado contra parede áspera: normal, atrito e equilíbrioProcesso Seletivo de Vagas Remanescentes (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 32 de Física do UFSC 2023 (Vagas Remanescentes)

Enunciado em texto

Alguns vídeos que circulam nas redes sociais não parecem ser verdadeiros, principalmente quando não retratam situações corriqueiras. Um vídeo recente mostra duas garotas (Carol e Bia) em uma situação inusitada, mas que fisicamente é possível. Carol, aplicando uma força F⃗\vec{F}, mantinha Bia em repouso, encostada numa parede áspera, sem que esta última tocasse o chão, como mostra a figura.

[Figura: Bia, de costas para uma parede vertical áspera, sem tocar o chão; Carol, em pé no chão, empurra Bia contra a parede com os braços. A força F⃗\vec{F} de Carol sobre Bia aponta para a parede, inclinada para cima, formando um ângulo θ com a horizontal.]

Considerando o exposto, é correto afirmar que:

(01) se 0∘<θ<90∘0^{\circ} < \theta < 90^{\circ}, a força de atrito sobre Bia terá o mesmo módulo do seu peso.

(02) a força resultante sobre Bia é nula.

(04) se o coeficiente de atrito entre a parede e o corpo de Bia for nulo e θ=0∘\theta = 0^{\circ}, então Carol deve aplicar uma força maior que o peso de Bia para mantê-la nessa posição.

(08) se 0∘<θ<90∘0^{\circ} < \theta < 90^{\circ}, as forças aplicadas sobre Bia são o seu peso, a força F⃗\vec{F}, a força de atrito e a força normal.

(16) se θ=0∘\theta = 0^{\circ}, a força normal sobre Bia será, numericamente, igual à força F⃗\vec{F}.

(Enunciado e figura: Processo Seletivo de Vagas Remanescentes UFSC 2023 — UFSC/COPERVE.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).

Resolução comentada

O que a questão pede: analisar o equilíbrio de Bia sob o peso, a força de Carol, a normal da parede e o atrito.

As equações de equilíbrio (resultante nula). Na horizontal, a normal da parede equilibra a componente horizontal de F⃗\vec{F}; na vertical, o atrito (para cima, se necessário) completa o que a componente vertical de F⃗\vec{F} não sustenta:

N=Fcos⁡θN = F\cos\theta

F sen θ+fat=PF\,\text{sen}\,\theta + f_{at} = P

(01) Falsa. Com 0∘<θ<90∘0^{\circ} < \theta < 90^{\circ}, a componente vertical F sen θF\,\text{sen}\,\theta já sustenta parte do peso: o atrito vale P−F sen θP - F\,\text{sen}\,\theta, menor que o peso. Só seria igual ao peso com θ=0∘\theta = 0^{\circ}.

(02) Verdadeira. Bia está em repouso: resultante nula.

(04) Falsa. Sem atrito e com a força horizontal, nenhuma força vertical para cima atua em Bia (a normal e F⃗\vec{F} são horizontais). Nenhum valor de F, por maior que seja, equilibra o peso: ela cairia.

(08) Verdadeira. São as quatro forças: o peso (da Terra), F⃗\vec{F} (de Carol), a normal e o atrito (as duas da parede).

(16) Verdadeira. Com θ=0∘\theta = 0^{\circ}, N=Fcos⁡0∘=FN = F\cos 0^{\circ} = F.

⚠️ A armadilha: a (04). Empurrar mais forte na horizontal só aumenta a normal; quem segura Bia na vertical é o atrito, e sem atrito não há o que fazer.

A ideia em uma frase: na parede, a normal equilibra o empurrão horizontal e o atrito sustenta o que falta do peso — sem atrito, um empurrão horizontal não segura ninguém.

Resposta: soma 26 (02 + 08 + 16).

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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