UNEMAT 2009 (2º semestre) — questão 7 de Física
Enunciado em texto
Um professor está sustentando na palma da mão uma caixa de madeira de massa igual a 2 kg. Após alguns minutos, ele lança verticalmente para cima a caixa de madeira, exercendo uma força de 30N. Nestas condições, analise os itens a seguir.
(Considere g=10m/s²)
I. No momento antes do lançamento, a caixa de madeira exerce sobre a mão do professor uma força de 20N.
II. No instante do lançamento da caixa de madeira para cima, a caixa exerce sobre a mão do professor uma força de 30N.
III. A força de reação ao peso da caixa de madeira, no momento antes do lançamento, vale 20N e está aplicada na terra.
IV. No momento antes do lançamento, a caixa de madeira atrai a terra com a força de 30N.
Assinale a alternativa correta.
(A) Somente os itens I, II e IV estão corretos.
(B) Somente os itens I e II estão corretos.
(C) Somente os itens III e IV estão corretos.
(D) Somente o item II está correto.
(E) Somente os itens II e III estão corretos.
(Enunciado: Concurso Vestibular UNEMAT 2009/2 — Unemat.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar quatro afirmações sobre as forças entre a caixa, a mão e a Terra, antes e durante o lançamento.
Passo 1 — o peso e seu par. O peso da caixa é P = m·g = 2 × 10 = 20 N: é a força com que a Terra puxa a caixa. Pela terceira lei de Newton, a reação é a força com que a caixa puxa a Terra, também de 20 N, para cima, aplicada na Terra. Isso vale em qualquer momento, antes ou durante o lançamento.
III — correta: a reação ao peso vale 20 N e está aplicada na Terra.
IV — incorreta: a caixa atrai a Terra com 20 N, e não 30 N.
Passo 2 — a força entre a caixa e a mão no lançamento. Para lançar a caixa, a mão a empurra para cima com 30 N. Pela terceira lei, a caixa empurra a mão para baixo com os mesmos 30 N. (A resultante na caixa é 30 − 20 = 10 N para cima, e é por isso que ela acelera.)
II — correta.
Passo 3 — o item I. Se “antes do lançamento” for a fase em que o professor apenas sustenta a caixa parada, a mão empurra a caixa com 20 N (equilibrando o peso), e a caixa empurra a mão com 20 N: o item I seria correto. Mas aí as corretas seriam I, II e III, combinação que não está entre as alternativas.
Atenção: a questão tem um problema de redação. Os itens III e IV são decididos com segurança (III certo, IV errado), e a única alternativa que tem III sem IV é a (E), “II e III”. Para chegar nela, o item I precisa ser lido como falso, o que só acontece entendendo “no momento antes do lançamento” como o instante do empurrão que antecede a saída da caixa da mão, quando a força entre caixa e mão é de 30 N, e não 20 N. Fica, portanto, a alternativa E como a mais defensável, com a ressalva de que a leitura natural do item I (caixa apenas apoiada) o tornaria correto.
⚠️ A armadilha: achar que a reação ao peso é a força normal da mão sobre a caixa. Normal e peso atuam no mesmo corpo (a caixa) e têm naturezas diferentes; não formam par de ação e reação. O par do peso está na Terra.
A ideia em uma frase: ação e reação têm o mesmo módulo e atuam em corpos diferentes: o par do peso da caixa é a atração que a caixa exerce na Terra.
Resposta: alternativa E (II e III).
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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