Um ciclista freia em duas pistas: uma seca e outra com areia solta. Em ambas, a bicicleta tem a mesma…

Questão

Um ciclista freia em duas pistas: uma seca e outra com areia solta. Em ambas, a bicicleta tem a mesma velocidade inicial. — Em qual pista a frenagem tende a ser mais longa, e qual conceito do momento ajuda a explicar isso?

1. A) Na pista seca, porque o piso mais firme aumenta o atrito e facilita a variação do momento linear.
2. B) Na pista com areia solta, porque a menor aderência aumenta a força de atrito e faz o momento mudar mais rapidamente.
3. C) Na pista com areia solta, porque a massa da bicicleta aumenta e, por isso, o momento linear fica maior.
4. D) Na pista com areia solta, porque a menor aderência reduz o atrito e dificulta a variação do momento linear.
5. E) Na pista seca, porque a velocidade inicial maior exige mais espaço para parar, independentemente do atrito.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identifique a grandeza envolvida. Frear significa reduzir o momento linear (p = m·v) da bicicleta até zero. Pelo teorema do impulso, a variação do momento é igual ao impulso da força resultante (F·Δt = Δp). Como a velocidade inicial e a massa são as mesmas nas duas pistas, a variação do momento é a mesma; o que muda é a força que atua para freá-la.
2. Analise a força de atrito. Na areia solta a aderência é menor, portanto a força de atrito que atua sobre a bicicleta para frear é menor. Com menor força, para produzir a mesma variação de momento é necessário mais tempo, e a bicicleta percorre uma distância maior até parar.
3. Conclusão. A frenagem tende a ser mais longa na pista com areia solta, porque a menor aderência reduz o atrito e dificulta a variação do momento linear. Esse é o conceito de impulso e momento linear aplicado à situação, e corresponde à alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
4. Por que as outras estão erradas. A alternativa A inverte a relação entre aderência e atrito, pois piso mais firme aumenta a aderência e tende a encurtar a frenagem. A alternativa B tem contradição interna: diz que a menor aderência aumenta o atrito, o que não ocorre. A alternativa C está errada porque a massa não muda entre as pistas e, mesmo que mudasse, o momento linear não dependeria do piso. A alternativa E está errada porque ignora o atrito, que é justamente o fator que varia entre as pistas; a velocidade inicial é igual nos dois casos.

💡 Dica: Compare a aderência e pense na força que freia a bicicleta.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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