Unimes 2017 — questão 38 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o módulo do trabalho do peso de um trem de 500 t que sobe 800 m de serra.

Passo 1 — o trabalho do peso só depende do desnível. O peso é uma força conservativa: seu trabalho não depende do caminho (rampa, curvas, cremalheira), só da diferença de altura entre o início e o fim:

$$|\tau_P| = m\,g\,h$$

Passo 2 — a massa em quilogramas:

$$m = 500\ \text{t} = 5 \times 10^{5}\ \text{kg}$$

Passo 3 — a conta:

$$|\tau_P| = 5 \times 10^{5} \times 10 \times 800$$

$$|\tau_P| = 4 \times 10^{9}\ \text{J}$$

Na subida, o peso aponta para baixo e o trem vai para cima: o trabalho do peso é negativo, $-4 \times 10^{9}$ J. Por isso o enunciado pede o valor absoluto.

⚠️ A armadilha: esquecer de converter tonelada em quilograma: 500 × 10 × 800 = $4 \times 10^{6}$ J, mil vezes menor e fora das alternativas. Também não adianta procurar o comprimento da rampa: o texto sobre a cremalheira é contexto, e o trabalho do peso só usa o desnível.

A ideia em uma frase: o trabalho do peso é m·g·h, com h o desnível — o caminho percorrido não importa.

Resposta: alternativa D ($4 \times 10^{9}$ J).