Questão 54 Fuvest 2023 - 1ª fase
Pinturas na tumba de um faraó do século XIX a.C. sugerem que os antigos egípcios adicionavam água à areia em frente aos trenós utilizados para transportar grandes peças, como pedras para pirâmides. Esse transporte era realizado por carregadores que puxavam os trenós sobre a areia.
FALL et al., Physical Review Letters 112, 175502 (2014).
Em 2014, cientistas realizaram medidas para testar essa hipótese e, sob certas condições, encontraram os coeficientes de atrito cinético entre o trenó e a areia listados na tabela:
Considerando as informações da tabela, qual conteúdo de água na areia tornaria mais fácil o transporte das peças pelos carregadores?
| a) |
0% (areia seca) |
| b) |
1,5% |
| c) |
3,2% |
| d) |
7,4% |
| e) |
O conteúdo de água não afeta o transporte. |
O trenó, ao ser arrastado, fica sujeito a uma força de contato entre as superfícies do trenó e do solo, que pode ser decomposta em duas componentes ortogonais: a força de atrito, que tem direção paralela às superfícies em contato e sentido oposto ao da tendência de escorregamento entre as superfícies (atrito estático) ou oposto ao sentido de deslizamento relativo entre as superfícies (atrito cinético/dinâmico); e a força normal, que tem direrção perpendicular ao contato das superfícies e sentido oposto ao da tendência de penetração de uma superfície sobre a outra. Quando existe movimento relativo entre as superfícies, a intensidade da força de atrito cinético é dada por:
onde é o coeficiente de atritio entre as superfícies em contato e é a força normal. Logo, a força de atrito, que dificulta o escorregamento entre as superfícies, é diretamente proporcional ao coeficiente de atrito. Para que os carregadores transportem o trenó com mais facilidade, a força de atrito deve ser a menor possível, portanto, devemos escolher o menor coeficiente de atrito fornecido, pela tabela, , que corresponde ao conteúdo de 3,2% de água.
A alternativa correta é a c.