Física1ª sérieBNCC EM13CNT101Média⏱ longo

Em aula de ginástica, um aluno segura a perna direita estendida horizontalmente. A perna tem massa de 6,0 kg e…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Em aula de ginástica, um aluno segura a perna direita estendida horizontalmente. A perna tem massa de 6,0 kg e o centro de massa da perna fica a 0,45 m do quadril. Calcule o torque no quadril necessário para mantê-la: t = F·r, F = m·g, g = 10 m/s² (N·m).

A) 6 N·m
B) 18 N·m
C) 27 N·m
D) 60 N·m
E) 36 N·m

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados. Massa da perna m = 6,0 kg, distância do centro de massa ao quadril r = 0,45 m, g = 10 m/s². Como a perna está estendida horizontalmente, o peso atua verticalmente e o braço de alavanca é a distância horizontal até o quadril, que é r.
Calcule o peso da perna. F = m·g = 6,0 × 10 = 60 N.
Calcule o torque. t = F·r = 60 × 0,45 = 27 N·m.
Compare com as alternativas. O resultado 27 N·m corresponde à alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas. A) 6 N·m não corresponde a nenhuma etapa correta do cálculo, pois o valor 6 é apenas a massa. B) 18 N·m surge de um peso de 40 N multiplicado por 0,45 m, um erro no cálculo da força. D) 60 N·m é apenas o peso, pois o braço de alavanca de 0,45 m não foi multiplicado. E) 36 N·m surge de 60 × 0,6, ou seja, de usar uma distância de 0,6 m que não está no enunciado.

💡 Dica: Calcule a força e o torque usando a fórmula fornecida.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno tomou o valor da massa (6,0 kg) como se fosse o torque final, ou esqueceu de multiplicar pelo peso e pelo braço de alavanca.

B Erradaerro: Atençãoa que mais engana

O aluno calculou o peso de forma errada, obtendo 40 N, e depois multiplicou corretamente por 0,45 m, chegando a 18 N·m.

Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do torque e calcular apenas a força, sem considerar a distância do ponto de aplicação.

C Correta

Cálculo direto: t = (6,0·10)·0,45 = 27 N·m.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno calculou corretamente o peso (60 N) mas esqueceu que o torque depende também da distância ao eixo, achando que força e torque são a mesma grandeza.

E Erradaerro: Interpretação

O aluno calculou o peso corretamente (60 N), mas usou uma distância de 0,6 m em vez de 0,45 m, indicando leitura incorreta do dado do enunciado.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

torque e força

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de torque · força e massa

📚 Reveja

Revisar o cálculo de torque e força em física.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a fórmula do torque e calcular apenas a força, sem considerar a distância do ponto de aplicação.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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