Um bloco de massa m = 5,00 kg repousa em superfície horizontal. Uma força horizontal F = 30,0 N é aplicada. O…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Um bloco de massa m = 5,00 kg repousa em superfície horizontal. Uma força horizontal F = 30,0 N é aplicada. O coeficiente de atrito cinético é µ_k = 0,20. Usando g = 10,0 m/s² e F_net = m·a, calcule a aceleração do bloco (m/s²) e indique a direção.
- A) A aceleração é 10,00 m/s², na mesma direção da gravidade.
- B) a = 4,00 m/s², no sentido da força aplicada (horizontal).
- C) O coeficiente de atrito é 0,50, resultando em maior atrito.
- D) A aceleração é 6,00 m/s², contrária à força aplicada.
- E) A aceleração é 2,00 m/s², no sentido vertical.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique as forças na horizontal e na vertical. Na vertical, o peso P = m·g = 5,00 × 10,0 = 50,0 N é equilibrado pela normal N = 50,0 N, pois não há movimento vertical. Passo 2: Calcule o atrito cinético. f_k = µ_k·N = 0,20 × 50,0 = 10,0 N, e ele se opõe ao movimento, ou seja, aponta no sentido contrário ao da força F. Passo 3: Calcule a força resultante horizontal. F_net = F − f_k = 30,0 − 10,0 = 20,0 N, no sentido de F. Passo 4: Aplique a Segunda Lei de Newton. a = F_net/m = 20,0/5,00 = 4,00 m/s², com direção horizontal e sentido da força aplicada. Conclusão: a alternativa B está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A confunde a aceleração com g e ainda aponta vertical; C troca o coeficiente de atrito dado (0,20) por outro valor; D ignora o atrito e inverte o sentido; E usa uma força de atrito que não corresponde aos dados e indica direção vertical, que não é a do movimento.
💡 Dica: Calcule a força de atrito antes de aplicar a segunda lei de Newton.
Alternativa por alternativa
O aluno confunde a aceleração do bloco com a aceleração da gravidade, achando que o movimento horizontal dependeria de g e que a direção é vertical.
Força de atrito f_k = µ_k·m·g = 0,20·5,00·10,0 = 10,0 N. Força resultante F_net = 30,0 - 10,0 = 20,0 N. Pela 2ª lei: a = F_net/m = 20,0/5,00 = 4,00 m/s², direção do sentido da força.
O aluno altera o dado do enunciado, ao afirmar que o coeficiente de atrito é 0,50, quando o valor dado é 0,20; isso indica leitura incorreta dos dados.
O aluno calcula 30,0/5,00 = 6,00 m/s², ignorando o atrito cinético, e ainda inverte o sentido da aceleração em relação à força aplicada.
Por que engana: Confundir a direção da aceleração com a direção da força aplicada, acreditando que a aceleração é vertical.
O aluno subtrai da força aplicada um atrito de 20,0 N, valor que não corresponde a µ_k·N = 10,0 N, e atribui ao movimento uma direção vertical, quando o deslocamento é horizontal.
Raio-X da questão
aceleração e atrito
avaliacao
forças e movimento · coeficiente de atrito
Revisar a segunda lei de Newton e o cálculo de forças de atrito.
Confundir a direção da aceleração com a direção da força aplicada, acreditando que a aceleração é vertical.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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