Durante uma sequência de roda, um(a) parceiro(a) de massa m = 45,0 kg descreve movimento circular horizontal…
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
Durante uma sequência de roda, um(a) parceiro(a) de massa m = 45,0 kg descreve movimento circular horizontal com velocidade tangencial v = 2,50 m/s em raio r = 0,90 m. Usando a fórmula F_c = m·v²/r, calcule a força centrípeta F_c (N) exigida do braço do parceiro e indique sua direção (vetor).
- A) F_c = 312,5 N, direção: radial para dentro (centrípeta).
- B) F_c = 100 N, direção: para fora
- C) F_c = 50 N, direção: diagonal
- D) F_c = 400 N, direção: horizontal para fora
- E) F_c = 200 N, direção: vertical para cima
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: m = 45,0 kg, v = 2,50 m/s e r = 0,90 m. Passo 2: Calcule v^2 = 2,50 x 2,50 = 6,25 m^2/s^2. Passo 3: Calcule m·v^2 = 45,0 x 6,25 = 281,25. Passo 4: Divida por r: F_c = 281,25 / 0,90 = 312,5 N. Passo 5: Determine a direção. A força centrípeta é sempre dirigida ao centro da trajetória circular, ou seja, radial para dentro, e é ela que mantém o parceiro em movimento curvo. Portanto a alternativa correta é a A, que coincide com o gabarito oficial. Passo 6: Por que as outras estão erradas: na B, o valor 100 N não corresponde à fórmula e a direção 'para fora' é a da chamada força centrífuga, que não é uma força real atuando sobre o parceiro. Na C, a força não é diagonal, pois deve apontar para o centro, e o valor 50 N também não sai da fórmula. Na D, 400 N está longe do resultado 312,5 N e a direção horizontal para fora repete o equívoco da centrífuga. Na E, a direção vertical para cima confunde a força centrípeta com sustentação ou peso, que atuam na vertical, enquanto o movimento é horizontal.
💡 Dica: Aplique a fórmula da força centrípeta diretamente.
Alternativa por alternativa
Fórmula F_c = m v² / r aplicada: substitui m, v, r em SI; força aponta radialmente para o centro do movimento.
Acredita que a força necessária aponta para fora do círculo, confundindo a força centrípeta com a chamada força centrífuga, e chega a um valor que não corresponde à fórmula.
Por que engana: Confundir a direção da força centrípeta, indicando que ela é para fora do movimento circular em vez de para dentro.
Imagina que a força atua em direção diagonal, sem perceber que ela deve sempre apontar para o centro da trajetória, e obtém um valor que não resulta de m·v²/r.
Erra no cálculo ou faz arredondamentos grosseiros do valor, e também associa a força a uma direção horizontal para fora, repetindo a confusão com a força centrífuga.
Transfere para o movimento horizontal a intuição de que forças atuam verticalmente, como o peso ou a sustentação, sem reconhecer que a força centrípeta está no plano do movimento.
Raio-X da questão
força centrípeta
avaliacao
força centrípeta · movimento circular
Revisar a fórmula da força centrípeta e suas aplicações.
Confundir a direção da força centrípeta, indicando que ela é para fora do movimento circular em vez de para dentro.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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