Sob o teto de um ginásio de gelo, atletas disputam uma partida de curling. Uma das pedras de granito, de massa…

Questão

Sob o teto de um ginásio de gelo, atletas disputam uma partida de curling. Uma das pedras de granito, de massa 20 kg e raio desprezível para atrito rotacional, é lançada com velocidade inicial de 3,0 m/s. Durante o trajeto, o coeficiente de atrito cinético entre o gelo e a pedra, reduzido pela passagem da vassoura, permanece aproximadamente constante em 0,02. Desprezam-se forças de resistência do ar e efeitos de rotação no atrito. Os jogadores preveem a distância percorrida pela pedra antes de parar totalmente. Com base no texto, estime a distância que a pedra percorre sobre o gelo antes de parar.

1. A) 45 m
2. B) 22,5 m
3. C) 15 m
4. D) 30 m
5. E) 18,0 m

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados do enunciado: velocidade inicial v0 = 3,0 m/s, coeficiente de atrito cinético mu = 0,02 e aceleração da gravidade g = 10 m/s^2 (valor usual em questões de vestibular; com g = 9,8 m/s^2 o resultado seria cerca de 23 m, que ainda aponta para a alternativa B). A massa de 20 kg não influencia o resultado, pois ela se cancela nas equações.
2. Pelo Teorema da Energia Cinética, o trabalho da força de atrito é igual à variação da energia cinética. Como a pedra para totalmente, a energia cinética final é zero: (m·v0^2)/2 = mu·m·g·d.
3. Cancele a massa m nos dois lados: v0^2/2 = mu·g·d, logo d = v0^2/(2·mu·g).
4. Substitua os valores: d = (3,0)^2 / (2 · 0,02 · 10) = 9 / 0,4 = 22,5 m.
5. Comparação com o gabarito: o resultado obtido é 22,5 m, exatamente a alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
6. Por que as outras estão erradas: A (45 m) esquece o fator 2 da energia cinética; C (15 m) usa uma relação linear em vez de quadrática; D (30 m) não corresponde a nenhuma aplicação correta da relação entre v0, mu e g; E (18,0 m) resulta de um erro no cálculo ou na escolha dos valores numéricos.

💡 Dica: Use a fórmula do trabalho da força de atrito para calcular a distância até a pedra parar.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Um esporte muito popular em países do Hemisfério Norte é o “curling”, em que pedras de granito polido são lançadas sobre…
• Em uma estação de esqui experimental, um grupo de alunos estuda o coeficiente de atrito entre um trenó e a neve. Eles…
• Um bloco de m = 1,50 kg tem velocidade inicial v0 = 4,00 m/s sobre piso áspero com coeficiente de atrito cinético µ =…
• Num jogo tradicional de deslize sobre lona, uma criança de massa m = 40 kg inicia o movimento com velocidade v0 = 3,0…
• (Dissertativa) Um bloco de gelo de massa m0 = 50,0 kg desliza do repouso por um plano inclinado de comprimento s = 20,0…
• (OBJETIVA, Dificuldade 1) Um bloco de massa m = 5,00 kg move-se com velocidade inicial v0 = 4,00 m/s sobre uma…

Todas as questões de Calor Sensível, Latente e Trocas de Calor