Um par gira como unidade cujo momento de inércia efetivo é I = 2,0 kg·m². Um torque resultante t = 6,0 N·m é…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um par gira como unidade cujo momento de inércia efetivo é I = 2,0 kg·m². Um torque resultante t = 6,0 N·m é aplicado para iniciar a rotação. Calcule a aceleração angular a usando t = I·a (t em N·m, I em kg·m², a em rad/s²).
- A) a = 2,0 rad/s², porque o torque é insuficiente.
- B) a = 12,0 rad/s², pois torque é alto.
- C) a = 3,0 rad/s² no sentido do torque.
- D) a = 1,0 rad/s², pois I é maior que t.
- E) a = 0,5 rad/s², pois o momento de inércia é baixo.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. O momento de inércia efetivo é I = 2,0 kg·m² e o torque resultante é t = 6,0 N·m. A relação dada é t = I·a, com a em rad/s².
- Isole a aceleração angular. Dividindo os dois lados da equação por I, obtemos a = t / I.
- Substitua os valores. a = 6,0 / 2,0 = 3,0 rad/s².
- Analise o sentido. A aceleração angular tem o mesmo sentido do torque resultante, pois ambos aparecem na mesma relação vetorial t = I·a. Portanto, a alternativa C está correta, e o gabarito oficial está de acordo com a resolução.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa A troca o resultado pelo valor do momento de inércia e ainda inventa que o torque seria insuficiente, o que não tem base na equação. A alternativa B multiplica t por I em vez de dividir. A alternativa D inverte a comparação entre grandezas de unidades diferentes, sem fazer a divisão correta. A alternativa E calcula apenas 1/I e ignora o torque aplicado.
💡 Dica: Aplique a fórmula t = I·a para encontrar a aceleração angular.
Alternativa por alternativa
Acredita que a aceleração angular é igual ao momento de inércia e que o torque de 6,0 N·m seria insuficiente para girar o par, sem fazer o cálculo.
Multiplica o torque pelo momento de inércia (6,0 × 2,0 = 12,0) em vez de dividir, achando que torque alto gera aceleração proporcionalmente maior pelo produto dos valores.
Por que engana: Confundir a relação entre torque e aceleração angular, aplicando a fórmula de forma incorreta.
Usa-se t = I·a ? a = t / I = 6,0 N·m / 2,0 kg·m² = 3,0 rad/s².
Compara diretamente os números de I e t (2,0 e 6,0) como se fossem grandezas comparáveis e conclui que a aceleração é menor, chegando a um valor sem relação com a divisão t/I.
Supõe que a aceleração depende apenas do inverso do momento de inércia (1/2,0 = 0,5), ignorando o torque aplicado que aparece na equação t = I·a.
Raio-X da questão
aceleração angular
avaliacao
torque e momento de inercia · aceleracao linear
Revisar a relação entre torque, momento de inércia e aceleração angular.
Confundir a relação entre torque e aceleração angular, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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