(Uema) Um estudante analisou uma criança brincando em um escorregador o qual tem uma leve inclinação.
A velocidade foi constante em determinado trecho do escorregador em razão de o(a)
a) aceleraçäo ter sido maior que zero.
b) atrito estático ter sido igual a zero.
c) atrito estático ter sido menor que o atrito cinético.
d) atrito estático ter sido igual ao atrito cinético.
e) aceleração ter sido igual a zero.

Passo 1

O enunciado dá as seguintes informações e pede que se escolha a causa de o movimento ter velocidade constante num trecho do escorregador:
  • Informação principal: a velocidade da criança foi constante num determinado trecho do escorregador.
  • Contexto: escorregador com leve inclinação; a criança está deslizando (há movimento relativo entre criança e escorregador).
  • O enunciado apresenta cinco alternativas (a–e) e pede qual delas explica por que a velocidade foi constante.

Passo 2

Entendimento básico (o que significa “velocidade constante”):
  • Velocidade constante quer dizer que o valor da velocidade não muda com o tempo. Em termos físicos isso significa que a aceleração é nula.
  • Definição: a aceleração é a taxa de variação da velocidade, ou seja, se a velocidade não muda então a aceleração é zero.
  • Em símbolos: se a velocidade é constante então \,a=0\,.

Passo 3

Princípio físico que liga aceleração e forças (Newton):
  • A Segunda Lei de Newton diz que a soma das forças resultantes sobre um corpo é igual à massa vezes a aceleração:
\sum F = m a
  • Se \,a=0\, então a soma das forças resultantes é zero ( \sum F=0): as forças que atuam se equilibram.

Passo 4

Forças no escorregador e componentes (para entender o equilíbrio quando há velocidade constante):
  • Forças que atuam na criança que desliza: peso \,mg\, (vertical para baixo), força normal \,N\, (perpendicular à superfície) e força de atrito, que, por haver deslizamento, é atrito cinético \,f_k, apontando contra o movimento.
  • Decompondo o peso em componentes paralela e perpendicular ao plano inclinado:
    • Componente paralela ao plano: \,mg\sin\theta\, (puxa para baixo ao longo do plano).
    • Componente perpendicular ao plano: \,mg\cos\theta\, (equilibrada pela normal).
  • Somando forças ao longo da direção do plano (tomando o sentido para baixo como positivo):
\sum F_{\text{plano}} = mg\sin\theta - f_k = m a.
  • Se a velocidade é constante, então \,a=0 e da equação acima vem:
mg\sin\theta - f_k = 0 \quad\Rightarrow\quad f_k = mg\sin\theta.
Isto mostra que, no trecho de velocidade constante, a componente do peso ao longo do plano é exatamente equilibrada pela força de atrito cinético.

Passo 5

Por que as outras alternativas estão incorretas (explicando de forma direta e amigável):
  • (a) “aceleração ter sido maior que zero.” — se a aceleração fosse maior que zero a velocidade mudaria (aumentaria ou diminuiria), logo não seria constante. Errado.
  • (b) “atrito estático ter sido igual a zero.” — atrito estático atua quando não há deslizamento relativo entre superfícies; aqui a criança desliza, portanto o atrito que atua é o atrito cinético, não o estático. Mesmo que o atrito estático fosse zero, isso não explica velocidade constante enquanto desliza. Errado.
  • (c) “atrito estático ter sido menor que o atrito cinético.” — comparação entre atritos estáticos e cinéticos não é a razão para velocidade constante; além disso, enquanto há deslizamento o atrito relevante é o cinético. Errado e irrelevante.
  • (d) “atrito estático ter sido igual ao atrito cinético.” — não faz sentido físico numa situação de deslizamento (atrito estático não está atuando) e, de qualquer forma, isso não é a condição necessária para velocidade constante. Errado.
  • (e) “aceleração ter sido igual a zero.” — essa é a descrição direta e correta de “velocidade constante”: \,a=0\,. Além disso, com \,a=0\, as forças ao longo do plano se equilibram (como mostrado no passo anterior). Correto.

Passo 6

Resumo final e incentivo:
  • Conclui-se que a razão física pela qual a velocidade foi constante é exatamente que a aceleração era nula ( \,a=0\,), ou seja, as forças que atuam ao longo do escorregador se equilibraram naquele trecho.
  • Bom trabalho por chegar até aqui — essa é a ideia chave que costuma cair em prova: “velocidade constante → aceleração zero → forças equilibradas”.

Resposta

e) aceleração ter sido igual a zero.

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