Um bloco de pequenas dimensões, de massa igual a 0,25 kg, está se movendo em um trilho vertical, cujo perfil está representado na figura a seguir. Ele passa pelo ponto A do trecho horizontal do trilho com uma velocidade de módulo igual a 4 m/s e consegue chegar, no máximo, ao ponto B a uma altura de 0,70 m. Considere g = 10 m/s2 . O trabalho realizado pelos diversos atritos que se opõem ao movimento do bloco, enquanto ele se desloca de A até B, é igual a
- A)– 0,20 J.
Errada, porque o módulo do trabalho do atrito não é 0,20 J; a variação da energia mecânica leva a -0,25 J.
- B)– 0,25 J.
Correta, pois a energia mecânica cai de 2,0 J para 1,75 J, então o trabalho do atrito é -0,25 J.
- C)– 0,40 J.
Errada, esse valor não bate com a diferença entre energia cinética inicial e potencial final do bloco.
- D)– 0,50 J.
Errada, 0,50 J seria um erro de cálculo comum ao superestimar a perda de energia no trajeto.
- E)– 0,75 J.
Errada, o atrito não dissipou 0,75 J; essa diferença não corresponde aos dados de massa, altura e velocidade.
Gabarito: B
Aqui a ideia é usar o teorema da energia mecânica: a diferença entre a energia mecânica final e a inicial é igual ao trabalho das forças não conservativas, como o atrito. Em português de prova: se a energia mecânica diminui, alguém “roubou” essa energia, e esse alguém costuma ser o atrito. No ponto A, o bloco tem energia cinética: Ec = (1/2)mv^2 = (1/2)·0,25·4^2 = 2 J. No ponto B, ele chega na altura máxima, então sua velocidade é zero e sobra só energia potencial gravitacional: Ep = mgh = 0,25·10·0,70 = 1,75 J. Logo, a energia mecânica final é 1,75 J e a inicial é 2,0 J. A variação é ΔEm = 1,75 - 2,0 = -0,25 J. Esse valor é exatamente o trabalho realizado pelos atritos ao longo do trajeto, porque o peso é força conservativa e já foi contabilizado na energia potencial. Então o gabarito B está correto: o atrito realiza trabalho negativo de -0,25 J, reduzindo a energia do bloco até ele conseguir parar no ponto mais alto. É a clássica conta de concurso: energia entra, energia sai, e o atrito fica com a conta.