No clube de xadrez, uma tampa rígida de um baú de peças está articulada por dobradiças em uma das bordas. Para…
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
No clube de xadrez, uma tampa rígida de um baú de peças está articulada por dobradiças em uma das bordas. Para mantê-la parada durante um ajuste, dois integrantes fazem testes: no primeiro, aplicam uma força vertical de 10 N a 20 cm das dobradiças; no segundo, aplicam uma força vertical de 10 N a 50 cm delas. Em ambos os testes, a força é perpendicular à tampa. Comparando os dois testes, em qual deles a força produz maior efeito de rotação sobre a tampa?
- A) Os dois testes produzem o mesmo efeito de rotação, pois as forças têm a mesma intensidade e direção.
- B) Nenhum dos testes produz rotação, pois a força vertical é paralela às dobradiças.
- C) A comparação depende do peso da tampa, que não foi informado, e não das distâncias às dobradiças.
- D) No primeiro teste, pois a proximidade das dobradiças aumenta o braço de alavanca da força.
- E) No segundo teste, pois a força atua a uma distância maior do eixo das dobradiças.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique o conceito central. O efeito de rotação de uma força em torno de um eixo é medido pelo torque (momento), dado por torque = força x braço, em que o braço é a distância perpendicular entre o eixo de rotação e a linha de ação da força.
- Identifique o eixo e o braço em cada teste. O eixo de rotação são as dobradiças. Como a força é perpendicular à tampa, o braço de alavanca é exatamente a distância da força às dobradiças: 20 cm no primeiro teste e 50 cm no segundo.
- Calcule os torques, sem considerar unidades, pois são proporcionais. Primeiro teste: 10 N x 0,20 m = 2 N.m. Segundo teste: 10 N x 0,50 m = 5 N.m.
- Compare. Como 5 N.m é maior que 2 N.m, o segundo teste produz maior efeito de rotação. Logo a alternativa E está correta e o gabarito oficial está coerente com a análise.
- Analise as demais alternativas. A) Está errada porque força igual não garante torque igual; o braço também importa. B) Está errada porque uma força perpendicular à tampa, aplicada longe das dobradiças, gera rotação. C) Está errada porque o peso da tampa não é necessário para comparar os torques das forças aplicadas, que são dados no enunciado. D) Está errada porque a proximidade às dobradiças diminui o braço e, portanto, o torque.
💡 Dica: Torque é força multiplicada pelo braço de alavanca; quanto maior a distância ao eixo, maior o efeito.
Alternativa por alternativa
Acredita que forças de mesma intensidade produzem sempre o mesmo efeito de rotação, ignorando que a distância ao eixo (braço de alavanca) também determina o torque.
Por que engana: Achar que intensidade e direção iguais implicam efeito de rotação igual, ignorando a distância ao eixo.
Considera que a força vertical seria paralela às dobradiças e, por isso, não giraria a tampa; na verdade a força é perpendicular à tampa e a rotação ocorre em torno do eixo das dobradiças.
Supõe que o peso da tampa influencia a comparação entre os dois testes, quando a comparação depende apenas da força aplicada e da distância às dobradiças, já que ambos os testes têm a mesma força.
Inverte a relação entre distância e torque, achando que estar mais perto do eixo aumenta o braço de alavanca; na verdade o braço diminui quando a força se aproxima das dobradiças.
O torque depende da força e da distância perpendicular entre sua linha de ação e o eixo de rotação. Como as forças são iguais e a segunda é aplicada mais longe das dobradiças, seu torque é maior.
Raio-X da questão
Torque (momento de uma força)
fixacao
Força e sua direção · Eixo de rotação
Momento de força e braço de alavanca
Achar que intensidade e direção iguais implicam efeito de rotação igual, ignorando a distância ao eixo.
cotidiano
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