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Questão de Física — FGV SME-SP EFII e Médio 2023 (nº 35)

Um bloco de massa 4,00 kg é abandonado de uma altura de 4,75 m verticalmente acima de uma mola ideal de constante elástica k = 80,0 N/m, que possui uma extremidade fixa a um plano horizontal, como mostra a figura.

Figura da questão de Física

Suponha que o bloco adere à mola instantaneamente ao colidir com ela, comprimindo-a verticalmente. Considere os atritos desprezíveis e g = 10,0 m/s².
O valor máximo do módulo da velocidade do bloco, enquanto ele está descendo, é

A10,50 m/s.
B10,25 m/s.
C10,00 m/s.
D9,75 m/s.
E9,50 m/s.

Resposta comentada

Gabarito Alternativa C

(A) Incorreta: 10,50 m/s superestima; a velocidade máxima ocorre onde a resultante se anula, não no fundo da compressão.
(B) Incorreta: 10,25 m/s não resulta do balanço de energia até o ponto de força resultante nula.
(C) Correta: a velocidade é máxima onde $kx=mg \Rightarrow x=\frac{40}{80}=0{,}5\ \text{m}$ ; por energia $mg(4{,}75+0{,}5)=\frac{1}{2}mv^2+\frac{1}{2}kx^2 \Rightarrow 210=\frac{1}{2}\cdot4\cdot v^2+10 \Rightarrow v^2=100 \Rightarrow v=10{,}0\ \text{m/s}$ .
(D) Incorreta: 9,75 m/s ignora o valor exato da compressão de 0,5 m no ponto de equilíbrio.
(E) Incorreta: 9,50 m/s subestima o resultado da conservação de energia.

Fonte: FGV SME-SP EFII e Médio 2023 Física (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.

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