Unisa 2024 — questão 36 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanto tempo o carro leva para parar, escorregando com as rodas travadas.

Passo 1 — a força que freia. Com as rodas travadas, os pneus deslizam no asfalto: quem freia o carro é o atrito cinético. Na estrada horizontal, a normal é igual ao peso, N = mg:

$$F_{at} = \mu\,N = \mu\,m\,g$$

Passo 2 — a desaceleração (2ª lei de Newton). A massa se cancela, e por isso ela nem foi dada:

$$a = \frac{\mu\,m\,g}{m} = \mu\,g = 0{,}4 \times 10$$

$$a = 4\ \text{m/s}^2$$

Passo 3 — o tempo até parar. A desaceleração é constante (movimento uniformemente variado), e a velocidade cai de 12 m/s para 0:

$$\Delta t = \frac{\Delta v}{a} = \frac{12}{4} = 3\ \text{s}$$

Conferindo: em 3 s, com velocidade média de 6 m/s, o carro escorrega 18 m. Pela fórmula de Torricelli, $12^2/(2 \times 4) = 18$ m também.

⚠️ A armadilha: achar que falta a massa do carro. Na frenagem só pelo atrito, a desaceleração é μg para qualquer veículo, leve ou pesado. Outro tropeço é tomar o coeficiente 0,4 como se fosse a própria aceleração: 12/0,4 dá 30 s, fora das alternativas.

A ideia em uma frase: freando só pelo atrito numa pista horizontal, a desaceleração é μ·g, e o tempo até parar é v/(μ·g).

Resposta: alternativa C (3 s).