Uma criança de massa m = 16,0 kg está em pé sobre o tatame. A linha dos dedos dos pés situa-se a uma distância…

Questão

Uma criança de massa m = 16,0 kg está em pé sobre o tatame. A linha dos dedos dos pés situa-se a uma distância horizontal x = 0,08 m à frente do centro de massa. Um colega aplica uma força horizontal constante F = 24 N ao nível do tronco, a uma altura h = 0,60 m acima do solo. Considere g = 10 m/s². Usando torque (t = F·h) e torque de restauração da gravidade (t_rest = m·g·x), determine se a criança tenderá a tombar para frente em torno dos dedos dos pés.

1. A) O torque de restauração é nulo, então não há tombamento.
2. B) A criança não tombará, pois a força F é menor que a gravidade.
3. C) A criança tombará para trás, pois a altura do tronco é muito grande.
4. D) O torque aplicado é 10 N·m, menor que o torque de restauração.
5. E) Sim. A criança tende a tombar porque t_aplicado = 24·0,60 = 14,4 N·m > t_rest = 16·10·0,08 = 12,8 N·m.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique o efeito de cada força sobre o tombamento. A força horizontal F, aplicada a 0,60 m do solo, tende a girar o corpo em torno dos dedos dos pés no sentido de tombar para frente. O peso, atuando no centro de massa, que está 0,08 m atrás da linha dos dedos, produz um torque de restauração que resiste a esse giro.
2. Calcule o torque aplicado pela força do colega: t = F·h = 24 N × 0,60 m = 14,4 N·m.
3. Calcule o torque de restauração da gravidade: t_rest = m·g·x = 16,0 kg × 10 m/s² × 0,08 m = 12,8 N·m.
4. Compare os dois torques. Como 14,4 N·m é maior que 12,8 N·m, o torque que tende a tombar supera o torque que restaura o equilíbrio. Portanto a criança tende a tombar para frente em torno dos dedos dos pés. Isso coincide com o gabarito oficial.
5. Por que as outras alternativas estão erradas. A: o torque de restauração não é nulo, pois vale 12,8 N·m. B: o critério não é comparar a força com o peso, e sim comparar os torques em torno do ponto de apoio. C: a altura do tronco aumenta o torque aplicado, o que favorece o tombamento para frente, e não o tombamento para trás. D: o valor 10 N·m está errado, pois o torque aplicado é 24 × 0,60 = 14,4 N·m, e a conclusão de que ele seria menor que 12,8 N·m também está incorreta.

💡 Dica: Calcule os torques e compare-os para determinar o resultado.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Um oponente de massa M = 18,0 kg tem distância entre as linhas de apoio dos pés d = 0,20 m (metade d/2 = 0,10 m). Um…
• Planeje uma sequência técnica segura, baseada em princípios físicos, para desequilibrar um parceiro de massas iguais m =…
• Ao ensinar um movimento de rotação controlada para desequilibrar um parceiro em brincadeira, modele o parceiro como uma…
• Durante uma atividade lúdica de empurrão controlado entre crianças, uma criança de massa m2 = 18,0 kg está em repouso…
• Em uma atividade supervisionada de queda controlada, uma criança de massa m = 14,0 kg atinge o contato inicial das mãos…
• No cantinho da brincadeira, duas crianças seguram uma faixa de pano bem leve, uma de cada lado. A educadora explica que…