Exercício 2.2 e 2.3 · Exame Nacional Física e Química A Época especial 2025

2. Na Berlenga Grande, uma ilha ao largo de Peniche, a ligação entre o cais e o farol faz-se por uma rampa. A Figura 1 representa uma pessoa que sobe um troço retilíneo dessa rampa, com $15^\circ$ de inclinação, puxando uma caixa, na qual exerce uma força, $\vec{F}_1$, que faz um ângulo de $30^\circ$ com o deslocamento.

Considere que a caixa pode ser representada pelo seu centro de massa (modelo da partícula material) e que a resultante das forças de atrito que atuam na caixa não é desprezável.

2.2.

Se o transporte da caixa for feito por ação de uma força $\vec{F}_2$, com a mesma intensidade de $\vec{F}_1$, mas com uma direção paralela à rampa, a energia transferida para a caixa pela força $\vec{F}_2$, comparativamente à força $\vec{F}_1$, no mesmo deslocamento, é

()

2.3.

Num dado momento da subida, a corda parte-se, e a caixa, de massa $50{,}0\text{ kg}$, inicia um movimento descendente. A caixa passa numa posição A com velocidade de módulo $1{,}00\text{ m s}^{-1}$ e percorre $100\text{ m}$ até uma posição B, onde passa com velocidade de módulo $4{,}00\text{ m s}^{-1}$.

Considere que a inclinação da rampa e a força de atrito são constantes entre os pontos A e B da rampa.

Determine, a partir de considerações energéticas, a razão entre a intensidade da força de atrito e a intensidade do peso da caixa, $\frac{F_a}{P}$.