Física7º anoMédia⏱ medio

Durante um giro de parceiro/a, o/a parceiro/a (m = 48 kg) descreve trajetória circular de raio r = 0,90 m com…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Durante um giro de parceiro/a, o/a parceiro/a (m = 48 kg) descreve trajetória circular de raio r = 0,90 m com rapidez tangencial v = 2,50 m/s. Calcule a força centrípeta F_c (N) exigida das mãos do/a líder. Use F_c = m·v²/r e indique direção da força.

A) A força centrípeta é 400 N.
B) A força centrípeta atua na direção oposta do movimento.
C) A velocidade tangencial é irrelevante para F_c.
D) A força centrípeta é 200 N.
E) F_c = 3,33×10² N, dirigida radialmente para o centro (inward).

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Identifique os dados: m = 48 kg, r = 0,90 m e v = 2,50 m/s. A força centrípeta é F_c = m·v²/r.
Calcule o quadrado da velocidade: v² = 2,50² = 6,25 m²/s².
Calcule o numerador: m·v² = 48 × 6,25 = 300 (unidades: kg·m²/s²).
Divida pelo raio: F_c = 300 / 0,90 = 333,3... N, ou seja, cerca de 3,33 × 10² N.
Quanto à direção, a força centrípeta é sempre perpendicular à velocidade tangencial e aponta radialmente para o centro da trajetória circular (inward). Por isso a alternativa E está correta e o gabarito oficial está certo.
Por que as outras estão erradas: A traz 400 N, valor que não corresponde à fórmula com os dados; B afirma que a força tem direção oposta ao movimento, mas a força centrípeta é radial e perpendicular à velocidade; C diz que a velocidade é irrelevante, quando F_c depende de v²; D traz 200 N, valor que não resulta de m·v²/r com os dados do enunciado.

💡 Dica: Aplique a fórmula da força centrípeta diretamente.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente errou o cálculo numérico, por exemplo dividindo por um valor errado do raio ou arredondando de forma incorreta a expressão m·v²/r. Não chega a 333 N, que é o resultado correto.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno confunde a direção da força centrípeta com a direção da velocidade, achando que a força deve atuar contra o movimento. Na verdade, a força centrípeta é radial, voltada para o centro, e perpendicular à velocidade tangencial.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que a velocidade não influencia a força centrípeta, talvez por intuição do dia a dia. Pela fórmula, F_c é proporcional ao quadrado de v, então a velocidade é decisiva.

D Erradaerro: Atençãoa que mais engana

O aluno provavelmente interpretou mal o raio ou os dados, ou calculou 300 dividido por 1,5 em vez de por 0,90. O valor 200 N não decorre da fórmula com r = 0,90 m.

Por que engana: Confundir a direção da força centrípeta, acreditando que ela atua na direção oposta ao movimento em vez de para o centro da trajetória.

E Correta

F_c = m v² / r = 48·(2,5²)/0,90 = 48·6,25/0,90 = 300/0,90 ˜ 333 N, direção radial interna.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

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

🎯 Conceito central

força centrípeta

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força centrípeta · movimento circular

📚 Reveja

Revisar a fórmula da força centrípeta e suas aplicações.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a direção da força centrípeta, acreditando que ela atua na direção oposta ao movimento em vez de para o centro da trajetória.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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