Na aula, Bia usa uma roldana fixa para levantar um saco de 100 kg. A roldana tem raio de 20 cm. Desprezando o…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Discutir a aplicação, ao longo da história, das máquinas simples e propor soluções e invenções para a realização de tarefas mecânicas cotidianas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Na aula, Bia usa uma roldana fixa para levantar um saco de 100 kg. A roldana tem raio de 20 cm. Desprezando o atrito, qual deve ser o esforço, em quilogramas-força (kgf)?
- A) 80 kgf
- B) 120 kgf
- C) 20 kgf
- D) 50 kgf
- E) 100 kgf
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de máquina. Roldana fixa apenas muda a direção da força; ela não oferece vantagem mecânica. Ou seja, a força aplicada (esforço) é igual à força que o peso do objeto exerce (carga), desprezando o atrito. Passo 2: Calcule a carga. Em kgf, a massa de 100 kg corresponde ao peso de 100 kgf, pois 1 kgf é o peso de 1 kg sob a gravidade padrão. Passo 3: O raio de 20 cm é um dado irrelevante para este caso. Em uma roldana fixa, o raio não altera a intensidade da força; ele só seria relevante em cálculos de torque ou em roldanas com vantagem mecânica. Passo 4: Conclusão: o esforço deve ser de 100 kgf, alternativa E, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (80 kgf) resulta de uma subtração sem base física; B (120 kgf) soma uma grandeza sem relação com a força; C (20 kgf) usa o valor do raio como se fosse a força; D (50 kgf) corresponde à metade da carga, que seria o resultado para uma roldana móvel, não fixa.
💡 Dica: Calcule a força necessária considerando a relação entre peso e raio da roldana.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente subtrai o valor do raio (20) da carga (100), tratando o raio como se reduzisse o esforço necessário, sem considerar que a roldana fixa não tem vantagem mecânica.
O aluno acredita que a roldana aumenta a força necessária, somando 20 ao peso do saco, como se o raio ou a própria roldana exigissem um esforço extra.
O aluno confunde o dado do enunciado com a resposta, tomando o valor do raio (20 cm, convertido em 20) como sendo o esforço pedido.
Por que engana: O aluno pode confundir a função da roldana fixa, acreditando que ela reduz o peso a ser levantado.
O aluno aplica a ideia de que a força cai pela metade, que vale para a roldana móvel, e a transfere erroneamente para a roldana fixa.
A roldana fixa apenas muda a direção da força. Sem atrito, o esforço necessário é igual ao peso do saco: 100 kgf. O raio não muda esse valor.
Raio-X da questão
força e roldana
avaliacao
força e roldana · equilíbrio de forças
Revisar a relação entre força, peso e roldanas.
O aluno pode confundir a função da roldana fixa, acreditando que ela reduz o peso a ser levantado.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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