Um praticante de balanço em corda (swing) de massa m = 60 kg passa pelo ponto mais baixo com velocidade v =…
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
Um praticante de balanço em corda (swing) de massa m = 60 kg passa pelo ponto mais baixo com velocidade v = 5,0 m/s. A corda tem comprimento L = 4,0 m. Calcule a tensão na corda nesse ponto (use g = 10 m/s²).
- A) A tensão na corda é 500 N, considerando a força média.
- B) T = m·g + m·v²/L = 975 N.
- C) A tensão na corda é 600 N, metade do peso do praticante.
- D) A tensão na corda é 1500 N, triplicando a força gravitacional.
- E) A tensão na corda é 800 N, apenas a força centrípeta.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- No ponto mais baixo da trajetória, atuam sobre o praticante o peso (mg, para baixo) e a tração da corda (T, para cima). O centro da circunferência fica acima desse ponto, portanto a força centrípeta aponta para cima e vale mv²/L. Passo 2: Aplicando a segunda lei de Newton na direção radial, com sentido positivo para cima, temos T - mg = mv²/L, ou seja, T = mg + mv²/L. Passo 3: Calcule o peso: mg = 60 x 10 = 600 N. Passo 4: Calcule a força centrípeta: mv²/L = 60 x 5,0² / 4,0 = 60 x 25 / 4 = 375 N. Passo 5: Some as duas parcelas: T = 600 + 375 = 975 N. Portanto a alternativa B está correta, em concordância com o gabarito oficial. Por que as demais estão erradas: A ignora completamente a dinâmica do movimento circular e apenas chuta um valor médio; C toma a metade do peso como tensão, desconsiderando a necessidade de uma força resultante para curvar a trajetória; D multiplica o peso por três sem qualquer base física, já que a tensão depende do peso somado à centrípeta; E considera que a tensão equivale só à força centrípeta, esquecendo que a corda também precisa sustentar o peso do praticante.
💡 Dica: Aplique a segunda lei de Newton para encontrar a tensão na corda.
Alternativa por alternativa
Acredita que a tensão é um valor médio arbitrário, sem relação com o peso do praticante nem com a velocidade no ponto mais baixo.
No ponto mais baixo a resultante centrípeta é dirigida para cima; T - m·g = m·v²/L, logo T = m·g + m·v²/L.
Supõe que a tensão é uma fração do peso (metade) e ignora a parcela m·v²/L, que é a força necessária para manter a trajetória circular.
Multiplica o peso por três como se a tensão fosse proporcional à gravidade com um fator fixo, sem calcular a contribuição centrípeta.
Por que engana: Confundir a tensão na corda com apenas o peso do praticante, desconsiderando a aceleração centrípeta.
Confunde a força resultante centrípeta com a própria tensão, esquecendo que a corda precisa também equilibrar o peso do praticante.
Raio-X da questão
tensão na corda
avaliacao
forças em movimento circular · segunda lei de Newton
Revisar as leis de Newton e a dinâmica do movimento em círculos.
Confundir a tensão na corda com apenas o peso do praticante, desconsiderando a aceleração centrípeta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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