Em um estudo de Biologia sobre a locomoção de um animal, pesquisadores analisaram o movimento de uma estrutura…

Questão

Em um estudo de Biologia sobre a locomoção de um animal, pesquisadores analisaram o movimento de uma estrutura corporal de massa constante. Para diferentes intensidades de contração muscular, eles mediram a força resultante e a aceleração produzida. Os resultados foram: força de 2 N e aceleração de 1 m/s²; força de 4 N e aceleração de 2 m/s²; força de 6 N e aceleração de 3 m/s². Em todas as medições, a massa da estrutura permaneceu constante e as forças resistivas foram desprezadas. Com base nos dados do experimento, como deve ser interpretada a relação entre a força resultante exercida pelos músculos e a aceleração da estrutura corporal?

1. A) A aceleração permanece constante, qualquer que seja a força resultante.
2. B) A aceleração diminui à medida que a força resultante aumenta.
3. C) A força resultante aumenta, mas a aceleração varia sem padrão definido.
4. D) A aceleração aumenta na mesma proporção que a força resultante.
5. E) A força resultante permanece constante, enquanto a aceleração aumenta.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identifique a massa da estrutura. Como a massa é constante e as forças resistivas foram desprezadas, a segunda lei de Newton vale na forma F = m x a. Calculando a razão F/a em cada medição: 2 N / 1 m/s² = 2 kg; 4 N / 2 m/s² = 2 kg; 6 N / 3 m/s² = 2 kg. A razão é sempre a mesma, igual a 2 kg. Passo 2: Como F/a é constante, força e aceleração são diretamente proportionais: ao dobrar a força, a aceleração também dobra; ao triplicar a força, a aceleração também triplica. Isso significa que a aceleração aumenta na mesma proporção que a força resultante, como afirma a alternativa D. Passo 3: Comparação com o gabarito oficial: a letra D é a correta e coincide com o gabarito. Passo 4: Por que as outras estão erradas. A: a aceleração não permanece constante, ela cresce de 1 para 2 e depois para 3 m/s². B: a aceleração aumenta, e não diminui, quando a força cresce. C: a aceleração não varia sem padrão; ela segue um padrão linear, sempre igual a metade da força. E: a força não permanece constante; ela aumenta de 2 para 4 e depois para 6 N.

💡 Dica: Analise a relação entre força e aceleração no gráfico.

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Raio-X da questão

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