5a QUESTÃO

O Curling é um esporte olímpico coletivo praticado em uma pista de gelo. O objetivo do jogo é lançar pedras de granito, pesando 20 kg cada, o mais próximo possível de um alvo, com o auxílio de varredores. Suponha que uma dessas pedras, ao ser lançada, inicie o movimento no começo da pista, deslizando em linha reta com uma velocidade inicial de 5 \mathrm{~m} / \mathrm{s}. O coeficiente de atrito entre a superfície da pedra e o gelo é de 0,05 . Considerando que a pedra percorre uma distância de aproximadamente 25,5 metros até parar e que \mathrm{g}=9,8 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}, analise as afirmativas a seguir:
I) O trabalho da força de atrito é de aproximadamente - 250 J .
II) O trabalho da força de atrito é de aproximadamente 250 J .
III) A energia cinética inicial do sistema é aproximadamente igual ao trabalho da força de atrito, em módulo.
Quais afirmativas são verdadeiras? Assinale a alternativa correta.

ALTERNATIVAS

Apenas a afirmativa I é verdadeira.
Apenas a afirmativa II é verdadeira.
Apenas a afirmativa III é verdadeira.
As afirmativas I e II são verdadeiras.
As afirmativas I e III são verdadeiras.

Passo 1

O enunciado trata de uma pedra de curling com massa m=20,kg lançada a v_{0}=5,m/s que desliza sobre o gelo com coeficiente de atrito \mu=0,05 até parar após d=25,5,m. O conteúdo necessário é trabalho da força de atrito e energia cinética.

Passo 2

Para calcular o trabalho da força de atrito, primeiro achamos a intensidade dessa força:
F_{\text{at}} = \mu \, m \, g = 0{,}05 \times 20 \times 9{,}8 = 9{,}8\text{ N}.
Como o atrito atua sempre oposto ao deslocamento, o trabalho é
W_{\text{at}} = -\,F_{\text{at}}\;d = -\,9{,}8 \times 25,5 \approx -250\text{ J}.
Logo, a afirmativa I ( -250 J) é verdadeira e a afirmativa II ( +250 J) é falsa.

Passo 3

A energia cinética inicial da pedra é
K_{0} = \tfrac12\,m\,v_{0}^{2} = \tfrac12 \times 20 \times 5^{2} = 250\text{ J}.
Em módulo, o trabalho da força de atrito é
\bigl|W_{\text{at}}\bigr| = 250\text{ J},
que coincide com K_{0}=250,J. Portanto, a afirmativa III também é verdadeira.

Passo 4

As afirmativas verdadeiras são I e III.

Resposta

As afirmativas I e III são verdadeiras.

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