Um drone de massa m = 1,5 kg mantém voo estacionário com quatro rotores; cada rotor fornece a mesma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um drone de massa m = 1,5 kg mantém voo estacionário com quatro rotores; cada rotor fornece a mesma sustentação. Usando g = 10 m/s², calcule a força de sustentação (empuxo) fornecida por cada rotor. Use F = m·g (N).
- A) 15 N por rotor
- B) 37,5 N por rotor
- C) 0,375 N por rotor
- D) 3,75 N por rotor
- E) 7,5 N por rotor
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A massa do drone é m = 1,5 kg e g = 10 m/s². O drone está em voo estacionário, ou seja, em equilíbrio: a soma das forças verticais é zero, e a força total de sustentação precisa igualar o peso.
- Calcule a força total necessária. Use F = m·g = 1,5 × 10 = 15 N. Esse é o empuxo total que os rotores devem fornecer em conjunto.
- Divida pelos rotores. O enunciado diz que os quatro rotores fornecem a mesma sustentação, então cada um fornece 15 ÷ 4 = 3,75 N.
- Compare com o gabarito. Resolvi a questão sem depender do gabarito e cheguei a 3,75 N por rotor, que corresponde à alternativa D, igual ao gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (15 N) é a força total, esquecendo a divisão pelos quatro rotores. B (37,5 N) surge de tratar a massa como 15 kg, ou seja, de ler mal a vírgula de 1,5. C (0,375 N) divide a massa por 4 sem multiplicar por g, o que não corresponde à força. E (7,5 N) divide a força total por 2, como se houvesse apenas dois rotores.
💡 Dica: Calcule a força total e divida pelo número de rotores.
Alternativa por alternativa
Entendeu que a força pedida é o peso total do drone, sem considerar que ela deve ser distribuída entre os quatro rotores.
Por que engana: O aluno pode confundir a força total de sustentação com a força de sustentação por rotor, dividindo incorretamente o total pela massa.
Tratou a massa como 15 kg em vez de 1,5 kg (erro na vírgula) e depois dividiu por 4, obtendo 150 ÷ 4 = 37,5 N.
Dividiu a massa por 4 sem multiplicar pela gravidade, ou seja, calculou m/4 em vez de m·g/4.
Força total necessária F = m·g = 1,5 kg × 10 m/s² = 15 N. Dividindo igualmente entre quatro rotores: 15 N / 4 = 3,75 N por rotor.
Dividiu a força total por 2, pensando que o drone tem apenas dois rotores ou dois pares ativos, em vez de quatro rotores.
Raio-X da questão
força de sustentação
avaliacao
força e massa · aceleração da gravidade
Revisar a fórmula da força gravitacional e como calcular empuxo.
O aluno pode confundir a força total de sustentação com a força de sustentação por rotor, dividindo incorretamente o total pela massa.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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