Durante uma figura de parceria, uma parceira de massa m = 50 kg tende a tombar para frente; seu centro de…
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 figura de parceria, uma parceira de massa m = 50 kg tende a tombar para frente; seu centro de massa produz um torque m·g·d sobre os tornozelos com d = 0,08 m. Um líder aplica uma força vertical F para cima a r = 0,90 m à frente das tornozelos. Use g = 10 m/s². Qual F evita o tombamento (assuma equilíbrio de torques t = r·F = m·g·d)?
- A) F ˜ 25 N é necessário para evitar tombamento.
- B) F = 0 porque não há tombamento.
- C) F ˜ 44,4 N (para equilibrar torques).
- D) F ˜ 60 N para equilibrar torques.
- E) F ˜ 100 N para equilibrar.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o torque que precisa ser equilibrado. O centro de massa da parceira, com massa m = 50 kg, produz torque de tombamento m·g·d sobre os tornozelos, com g = 10 m/s² e d = 0,08 m. Logo, torque = 50 × 10 × 0,08 = 40 N·m.
- Para evitar o tombamento, o torque da força F do líder, aplicado a r = 0,90 m à frente dos tornozelos, deve igualar esse torque: r·F = 40 N·m.
- Isole F: F = 40 / 0,90 = 44,4 N, aproximadamente. Esse valor corresponde à alternativa C.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa A (25 N) é pequena demais, pois não iguala o torque de 40 N·m a r = 0,90 m. A alternativa B (F = 0) ignora que a questão pede a força necessária para impedir a tendência ao tombamento. A alternativa D (60 N) é grande demais e não corresponde a 40 N·m divididos por 0,90 m. A alternativa E (100 N) também não corresponde ao equilíbrio de torques com os dados do enunciado.
- Conclusão. O gabarito oficial C está correto, pois F ≈ 44,4 N é a força que equilibra o torque de tombamento.
💡 Dica: Calcule o torque e iguale as forças para encontrar F.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou o cálculo do torque ou a divisão, obtendo um valor de força bem menor que 40 N·m dividido por 0,90 m, como se o braço de alavanca fosse maior do que o dado.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre força e torque, calculando um valor incorreto para F ao não considerar corretamente a distância r ou a massa m.
O aluno acha que, como não há tombamento visível, não é preciso força alguma, sem perceber que o enunciado pede a força que impede o tombamento, isto é, que compensa o torque de 40 N·m.
Equilíbrio de torques: r·F = m·g·d ? F = m·g·d / r = 50·10·0,08 / 0,90 = 44,44 N ˜ 44,4 N.
O aluno provavelmente fez uma aproximação ou erro de conta na divisão de 40 por 0,90, chegando a 60 N, o que indica descuido numérico.
O aluno provavelmente dividiu o torque por uma distância errada, como 0,4 m, ou confundiu a relação de torque com uma relação de força, chegando a 100 N.
Raio-X da questão
equilíbrio de torques
avaliacao
equilíbrio de forças · torque e momento
Revisar o conceito de torque e equilíbrio em física.
O aluno pode confundir a relação entre força e torque, calculando um valor incorreto para F ao não considerar corretamente a distância r ou a massa m.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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