Uma esfera maciça e homogênea de massa M e raio R é mantida inicialmente em repouso sobre um plano inclinado de um ângulo θ (ver Figura 1). Quando liberada, a esfera passa a rolar sem deslizar plano abaixo.

Considere as afirmativas abaixo sobre a situação em que a esfera já está em movimento:

  1. A força de atrito F a t é nula.
  2. O trabalho W a t da força de atrito é nulo.
  3. O torque τ a t da força de atrito em relação ao centro de massa da esfera é nulo.

Marque a alternativa que contém apenas afirmativa(s) verdadeira(s).

  1. I
  2. I I
  3. I I I
  4. I e I I
  5. I e I I I
  6. I I e I I I
  7. Todas
  8. Nenhuma

Passo 1

Antes de julgarmos cada item, vamos fazer o digrama de forças no nosso desenho? Sempre é um bom começo, neh?

As forças que atuam na esfera nesse plano inclinado são: A força peso P ...

E também uma força de atrito contrária ao movimento circulatório...

“AH! Mas como você sabe que tem força de atrito?”

Vou te responder isso, já julgando se o item I é verdadeiro ou falso, bora lá?

Passo 2

ITEM I: A força de atrito F a t é nula.

Cara... O problema deu a pista da existência da força de atrito quanto ele nos disse que a esfera gira sem deslizar. Se não fosse a força de atrito, a esfera escorregaria sobre o plano e não ia iniciar um movimento giratório, ta ligado?

Logo, esse item é falso.

Passo 3

ITEM II: O trabalho W a t da força de atrito é nulo.

Cara... Para existir trabalho de alguma força qualquer, essa força tem que deslocar a massa do lugar em d unidades. E se você observar, a velocidade do ponto que toca o chão da esfera, como ela não desliza, é sempre nula...

Isso significa que a força de atrito não desloca nada! Ela só faz girar . Logo, o seu trabalho de fato é igual a 0 .

Passo 4

ITEM III: O torque τ a t da força de atrito em relação ao centro de massa da esfera é nulo.

ORA! Se a força de atrito é justamente a força que causa o giro dela, se não fosse a força de atrito ela nem giraria, então o torque dela tem que ser diferente de 0 .

Item falso!

Resposta

Letra B.

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