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Q1894371 Física
A figura a seguir ilustra a situação em que um carro, em repouso no instante inicial t = 0, é acelerado por uma força de tração  constante, paralela à rampa e transmitida pelo motor do carro. No seu movimento ascendente ao longo da rampa, que forma um ângulo de 30 graus com o plano horizontal, o carro sofre a ação da resistência do ar, dada pela força de arraste de Rayleigh , em que  é o vetor velocidade do carro e v = |v|.


Tendo como referência as informações precedentes, no texto e na figura, julgue o item seguinte.

Para uma distância x(t) percorrida pelo carro até o instante t, o trabalho WR(t), em joules, realizado pela força de arraste do ar será WR(t) = 12.500t - 250 v2(t).
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Vamos explicar essa questão de forma simples, como se você tivesse 8 anos, mas sem perder o conteúdo de Física que cai na prova.

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O enunciado diz:

> O trabalho da força de arrasto do ar é

E a resposta correta é: ERRADO

Agora vamos entender por quê.

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1. O que é a força de arrasto?

A força de arrasto do ar é a força que atrapalha o carro.

Ela sempre empurra o carro para trás.

Ou seja:

ela faz trabalho NEGATIVO, nunca positivo.

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2. A fórmula está estranha

A expressão proposta no item:

Tem dois problemas graves:

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❌ Problema 1: Trabalho da força de arrasto deveria ser negativo

A fórmula tem termos positivos, como:

→ isso aumenta o trabalho

Mas a força de arrasto reduz energia, nunca aumenta

Então essa fórmula não tem como representar o trabalho do arrasto.

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❌ Problema 2: Trabalho da força não depende de tempo ou velocidade assim

Para o trabalho da força de arrasto, a fórmula correta seria uma integração da força ao longo do deslocamento:

Se a força de arrasto depende da velocidade (ex: ),

o trabalho deve depender da distância percorrida, não aparece um termo tipo .

Esse termo não faz sentido físico.

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3. Resumo da explicação

A frase do item está errada porque:

1. Trabalho da força de arrasto é sempre negativo (força contrária ao movimento)

→ mas a fórmula tem um termo positivo

2. O trabalho não pode ser escrito daquela forma misturando tempo e velocidade ao quadrado sem integração.

3. A expressão não bate com a definição correta:

→ trabalho = força × deslocamento

→ força de arrasto = –k·v²

→ então o trabalho seria negativo e proporcional ao deslocamento.

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⭐ Conclusão:

O item está ERRADO, e por isso a resposta correta é “ERRADO”.

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Se quiser, eu explico usando um desenho mental de criança (8 anos), tipo:

“o vento segurando o carro”,

“a energia indo embora”,

e por que a fórmula não funciona.

Quer assim também?

  • O trabalho de uma força é dado pela integral do produto escalar entre força e deslocamento:
  • e o trabalho depende de uma integral no tempo.
  • Não é possível expressar o trabalho como uma soma algébrica instantânea envolvendo simultaneamente tempo e velocidade sem integração adequada.

A afirmação está errada. O trabalho realizado pela força de arraste deve ser obtido pela integral da potência ao longo do tempo, pois trata-se de uma força dissipativa dependente da velocidade. Assim, não pode ser expresso diretamente como uma combinação algébrica instantânea de termos dependentes simultaneamente do tempo e da velocidade.

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