Durante um empurrão em treinos, um aluno de massa m = 60 kg fica em pé sobre o tatame; o coeficiente de atrito…
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 um empurrão em treinos, um aluno de massa m = 60 kg fica em pé sobre o tatame; o coeficiente de atrito estático entre o pé e o tatame é µ_s = 0,60. Considerando g = 10 m/s² e usando F_max = µ_s·m·g, calcule a maior força horizontal F_max que ele pode resistir sem escorregar.
- A) F_max = 180 N, direção horizontal (movimento).
- B) F_max = 360 N, direção horizontal (limite antes do escorregamento).
- C) F_max = 420 N, direção horizontal (oposta ao movimento).
- D) F_max = 360 N, direção vertical (para baixo).
- E) F_max = 600 N, direção vertical (para cima).
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: m = 60 kg, µ_s = 0,60, g = 10 m/s^2. A força de atrito estático máxima é F_max = µ_s·m·g.
- Calcule o peso do aluno: P = m·g = 60 · 10 = 600 N. Esse valor é a força normal N, que atua na vertical, pois o tatame sustenta o aluno.
- Calcule o limite de atrito: F_max = µ_s·N = 0,60 · 600 = 360 N.
- Interprete a direção. O atrito estático se opõe à tendência de escorregamento, que é horizontal, portanto F_max atua na horizontal, e 360 N é o valor limite antes de o aluno escorregar.
- Comparação com o gabarito: a resolução independente chegou a 360 N na horizontal, na alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A usa valor numérico incorreto (180 N); C soma valores sem base física (420 N); D coloca a força na vertical, direção da normal e não do atrito; E usa o peso como força de atrito e a direção vertical.
💡 Dica: Calcule a força máxima usando a fórmula fornecida.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente usou o coeficiente como 0,30 ou dividiu incorretamente o produto, obtendo 180 N, e ainda associou a força ao movimento em vez da tendência de escorregamento.
F_max = µ_s·m·g = 0,60·60 kg·10 m/s² = 360 N. Reação normal N = m·g = 600 N; atrito máximo = µ_s·N.
O aluno provavelmente somou um termo extra, como 60 N, ao valor 360 N ou usou coeficiente 0,70, chegando a 420 N, e indicou direção oposta ao movimento sem calcular o limite correto.
Por que engana: O aluno pode confundir a direção da força, escolhendo uma alternativa que considera a força vertical em vez da horizontal.
O aluno calculou o valor correto, 360 N, mas associou a força de atrito à direção vertical, confundindo o atrito com a força normal ou com o peso.
O aluno usou o peso P = m·g = 600 N como se fosse a força máxima de atrito e ainda a colocou na vertical para cima, confundindo peso com atrito.
Raio-X da questão
força de atrito estático
avaliacao
força de atrito estático · cálculo de força
Revisar a fórmula da força de atrito estático e suas aplicações.
O aluno pode confundir a direção da força, escolhendo uma alternativa que considera a força vertical em vez da horizontal.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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