Durante um exercício lúdico de empurrão controlado, uma criança de massa m = 16,0 kg recebe uma desaceleração…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Questão
Durante um exercício lúdico de empurrão controlado, uma criança de massa m = 16,0 kg recebe uma desaceleração horizontal ao ser segurada pelo cuidador: sua velocidade reduz de v = 0,50 m/s a zero em t = 0,40 s. Usando F = m·a (F em N, m em kg, a em m/s²), calcule a intensidade média da força horizontal aplicada pelo cuidador e indique a direção.
- A) F_max = 60 N; µ_min = 0,30
- B) F_max = 50 N; µ_min = 0,25
- C) F_max = 40 N; µ_min = 0,40
- D) Força média = 20 N, dirigida contra o movimento (para trás).
- E) F_max = 36 N; µ_min = 0,18
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 16,0 kg, velocidade inicial v0 = 0,50 m/s, velocidade final v = 0 e tempo t = 0,40 s. Passo 2: Calcule a aceleração média pela variação de velocidade: a = (v - v0)/t = (0 - 0,50)/0,40 = -1,25 m/s². O sinal negativo indica que a aceleração aponta contra o sentido do movimento. Passo 3: Aplique a segunda lei de Newton: F = m·a = 16,0 × (-1,25) = -20 N. Em módulo, a intensidade média é 20 N. Passo 4: Determine a direção. Como a criança se move para frente e é desacelerada, a força do cuidador tem sentido contrário ao movimento, ou seja, para trás. Passo 5: Conclusão. A alternativa D está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A apresenta 60 N, valor que não corresponde a Δv/t nem a m·a com os dados; B apresenta 50 N, que não sai de m·a com a = 1,25 m/s²; C apresenta 40 N, que equivale ao dobro da força correta; E apresenta 36 N, que também não resulta de m·a com os dados do enunciado. Observação: os valores de F_max e de µ_min das alternativas A, B, C e E não podem ser verificados, pois o enunciado não informa a superfície, o coeficiente de atrito nem a força normal, e a pergunta pede apenas a intensidade média e a direção da força aplicada.
💡 Dica: Calcule a aceleração e aplique na fórmula da força.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente tratou a força média como se fosse uma força máxima e chegou a um valor de 60 N por um cálculo sem relação com m·a. Também acrescentou um coeficiente de atrito que não foi pedido nem pode ser deduzido dos dados.
Por que engana: Confundir a direção da força com a direção do movimento, indicando uma força que age na mesma direção do movimento em vez de contra.
O aluno provavelmente calculou a aceleração com um procedimento incorreto e obteve um valor de força que não corresponde a m·a com a = 1,25 m/s². Além disso, introduziu um valor de µ sem base nos dados do enunciado.
O aluno provavelmente obteve a aceleração como o dobro do valor correto, por exemplo usando um tempo de 0,20 s ou dividindo errado a variação de velocidade. Assim chegou a 40 N, o dobro da força correta.
a = ?v/?t = 0,50/0,40 = 1,25 m/s²; F = m·a = 16,0·1,25 = 20,0 N, aplicada em sentido oposto à velocidade para pará-la.
O aluno provavelmente aplicou uma relação incorreta entre velocidade, tempo e massa e chegou a 36 N. Também associou a força a um coeficiente de atrito, conceito que não se aplica diretamente ao cálculo pedido.
Raio-X da questão
força e aceleração
avaliacao
força e aceleração · movimento uniforme
Revisar a relação entre força, massa e aceleração.
Confundir a direção da força com a direção do movimento, indicando uma força que age na mesma direção do movimento em vez de contra.
saude
tomada_decisao
cientifico
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