Um objeto pontual, de massa m constante, é colocado em repouso no topo de um plano inclinado sem atrito (ponto…

Questão

Um objeto pontual, de massa m constante, é colocado em repouso no topo de um plano inclinado sem atrito (ponto A), a uma altura H medida em relação à sua base, conforme mostra a figura a seguir. O objeto fica sujeito às forças exercidas pelo plano e pela Terra e desce o plano, chegando à sua base no ponto B. A partir daí, ele continua se movendo sobre uma superfície horizontal em que há atrito até chegar ao ponto C. Nesse ponto, a velocidade do objeto, em módulo, tem metade do valor que ela tinha no ponto B. Durante todo o movimento, não há outras forças dissipativas além da que é gerada pela superfície entre os pontos B e C. O módulo da aceleração gravitacional no local é constante e vale g. Considerando os dados fornecidos, determine o trabalho W_BC realizado pela força de atrito entre os pontos B e C em termos das grandezas definidas no problema. (UFPR 2025)

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Partindo dos valores corretos dos produtos mc, achou corretamente a razão mBcBmAcA? Primeiro, notamos que o calor transferido pode ser relacionado à variação de temperatura por Q=mc\Delta T Então, para os objetos, temos QA=mAcA\Delta TA QB=mBcB\Delta TB Do gráfico, temos, para o objeto A 4\times103=mAcA\times20\Rightarrow mAcA=4\times10320=2\times102=200 J/\degree C Para o objeto B, temos 8\times103=mBcB\times20\Rightarrow mBcB=8\times10320=4\times102=400 J/\degree C Agora, efetuamos a divisão mBcBmAcA=400200=2

Explicação

Use a conservação da energia mecânica entre A e B para encontrar a velocidade em B, depois aplique o teorema do trabalho e energia entre B e C para determinar o trabalho da força de atrito, considerando a redução da velocidade pela metade.

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Um bloco de massa m = 5,00 kg sobe a 5,00 m ao longo de um plano inclinado com ? = 30,0° a velocidade constante…
• Um carrinho de 2,0 kg parte do repouso no topo de um plano inclinado cuja altura vertical é 5,0 m e desce sem atrito até…
• As figuras 1 e 2 representam dois esquemas experimentais utilizados para a determinação do coeficiente de atrito…
• Em uma escorregadeira, uma criança de massa 28 kg parte do repouso no topo, a 1,20 m do chão, e percorre 3,00 m até a…
• Durante uma caminhada em trilha com equipamento, um grupo (massa total m = 70 kg por pessoa) sobe um trecho de…
• Um saco de equipamentos de massa 25 kg escorrega, partindo do repouso, por uma trilha reta de 10,0 m de comprimento e…