Durante a corrida, uma pessoa apoia a parte anterior do pé no chão e eleva o calcanhar. Nesse movimento, o pé…

Questão

Durante a corrida, uma pessoa apoia a parte anterior do pé no chão e eleva o calcanhar. Nesse movimento, o pé pode ser modelado como uma alavanca de segundo gênero: a articulação na região dos dedos funciona como ponto de apoio, o peso do corpo atua como carga entre esse apoio e a força exercida pelo tendão calcâneo. Em determinado instante, a carga equivalente ao peso apoiado sobre o pé é de 360 N. Essa carga atua a 0,25 m do ponto de apoio, enquanto o tendão exerce força a 0,90 m desse ponto. Desprezando outras forças e considerando o equilíbrio de momentos, determine a força exercida pelo tendão calcâneo. Com base no modelo biomecânico descrito, qual é o módulo da força exercida pelo tendão calcâneo, em newtons, para manter o pé em equilíbrio?

1. A) 500 N
2. B) 120 N
3. C) 300 N
4. D) 100 N
5. E) 80 N

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. A carga (peso apoiado sobre o pé) é 360 N, a 0,25 m do ponto de apoio. A força do tendão calcâneo está a 0,90 m do mesmo ponto. Queremos o módulo dessa força F.
2. Use a condição de equilíbrio de momentos (torques). Em uma alavanca em equilíbrio, a soma dos momentos em relação ao ponto de apoio é zero. Como carga e tendão atuam em lados opostos do apoio, seus momentos têm sentidos contrários e devem ter o mesmo valor.
3. Escreva a igualdade: carga vezes braço da carga = força do tendão vezes braço do tendão. Logo, 360 x 0,25 = F x 0,90.
4. Calcule o produto do lado da carga: 360 x 0,25 = 90 N.m.
5. Isole F: F = 90 / 0,90 = 100 N. Portanto, a força do tendão calcâneo tem módulo 100 N, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
6. Verificação de coerência. Como o tendão atua mais longe do apoio que a carga, ele precisa de menos força para equilibrar o momento. Por isso a força do tendão (100 N) é menor que o peso apoiado (360 N), o que é compatível com a alavanca de segundo gênero.
7. Por que as outras estão erradas. A (500 N) seria maior que a própria carga, o que contraria a vantagem mecânica desse arranjo. B (120 N) não corresponde à razão correta entre os braços, que é 0,25 para 0,90. C (300 N) resultaria de tratar as forças como se fossem subtraídas, e não igualadas pelos momentos. E (80 N) é o resultado de um erro de cálculo na divisão de 90 por 0,90.

💡 Dica: Aplique a fórmula do momento para encontrar a força de esforço.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Em uma área de restinga, estudantes monitoraram duas parcelas com a mesma espécie vegetal. Após períodos de avanço da…
• Durante uma onda de calor em uma cidade brasileira, a temperatura máxima passou de 31 °C para 39 °C por vários dias…
• Em uma propriedade de café no Sul do Brasil, uma noite de inverno apresentou temperatura mínima de -2 °C. Na manhã…
• Em uma praia brasileira, uma equipe acompanha ninhos de tartarugas marinhas durante períodos de temperaturas distintas…
• Em uma horta comunitária do Sudeste brasileiro, moradores registraram que, após três anos com temperaturas médias mais…
• Em uma horta comunitária, os moradores registraram que, após vários invernos mais quentes, algumas plantas passaram a…

Todas as questões de Biodiversidade e Sustentabilidade