Durante uma aula de Educação Física, a turma analisou uma imobilização esportiva. Um lutador aplica uma força…
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 aula de Educação Física, a turma analisou uma imobilização esportiva. Um lutador aplica uma força horizontal de 120 N, a 0,90 m do chão, sobre o tronco do oponente. O oponente pesa 700 N e apoia os pés em uma base de 0,40 m de largura, com o centro de massa no meio da base. Considerando os torques em torno da borda da base de apoio, a força aplicada tende a fazer o oponente perder o equilíbrio?
- A) Sim, pois o torque da força é 108 N·m e supera o torque do peso, de 140 N·m.
- B) Sim, pois qualquer força aplicada acima do chão faz o oponente perder o equilíbrio.
- C) Sim, pois a força aplicada é suficiente quando seu valor é próximo do peso do oponente.
- D) Não, pois o torque da força é 108 N·m e o torque do peso é 140 N·m.
- E) Sim, pois o peso não produz torque quando o centro de massa está no centro da base.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o eixo de rotação. Considere a borda da base de apoio do lado oposto ao empurrão, pois é em torno dessa borda que o oponente tenderia a tombar. Passo 2: Calcule o torque da força aplicada. A força de 120 N é horizontal e está a 0,90 m do chão, ou seja, a 0,90 m de altura em relação à borda de apoio, que fica no nível do chão. Torque = 120 x 0,90 = 108 N·m, e esse torque tende a derrubar o oponente. Passo 3: Calcule o torque do peso. O peso de 700 N atua no centro de massa, que está no meio da base de 0,40 m. Assim, a distância horizontal entre o centro de massa e a borda é 0,20 m. Torque = 700 x 0,20 = 140 N·m, e esse torque tende a manter o oponente em pé, em sentido oposto ao da força. Passo 4: Compare os torques. 108 N·m é menor que 140 N·m, logo o torque restaurador do peso é maior e o oponente não perde o equilíbrio. A resposta é não, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras alternativas estão erradas. A: o torque da força (108 N·m) não supera o do peso (140 N·m), pois a comparação foi feita de forma invertida. B: estar acima do chão não basta; o que decide é o torque da força comparado ao torque do peso. C: a intensidade da força próxima ao peso não é o critério; o que importa é o braço de alavanca em relação à borda. E: o peso produz torque em relação à borda, porque o centro de massa está a 0,20 m dela; estar no centro da base não anula o torque em relação à borda.
💡 Dica: Calcule os torques gerados pela força e pelo peso.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula corretamente os dois torques, mas inverte ou ignora a comparação numérica, afirmando que 108 N·m supera 140 N·m. Também pode ter ignorado que os torques atuam em sentidos opostos.
O aluno acredita que basta uma força aplicada acima do chão para derrubar qualquer pessoa, sem comparar com o torque do peso que mantém o corpo estável.
O aluno acha que a força só é suficiente quando sua intensidade se aproxima do peso, ignorando a distância (braço de alavanca) entre a linha de ação de cada força e a borda de apoio.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre os torques, subestimando a força aplicada em relação ao peso do oponente.
O torque da força é calculado por tF = F · h = 120 · 0,90 = 108 N·m. Como o centro de massa está no centro da base, o braço do peso é metade da largura: 0,40 ÷ 2 = 0,20 m. Assim, tP = P · 0,20 = 700 · 0,20 = 140 N·m. Como 108 N·m é menor que 140 N·m, a força não é suficiente para fazer o oponente tombar, considerando apenas esses dados.
O aluno acredita que, por o centro de massa estar no meio da base, o peso não gera torque. Ele não percebe que o torque depende da distância até o eixo, que aqui é a borda e não o centro da base.
Raio-X da questão
torques em equilíbrio
avaliacao
torques em equilíbrio · momentos de força
Revisar o conceito de torques e equilíbrio em sistemas físicos.
O aluno pode confundir a relação entre os torques, subestimando a força aplicada em relação ao peso do oponente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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