Em uma atividade experimental, estudantes colocaram um carrinho de massa 2,0 kg sobre um trilho horizontal…
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
Em uma atividade experimental, estudantes colocaram um carrinho de massa 2,0 kg sobre um trilho horizontal perfeitamente liso. Após receber um impulso inicial, o carrinho passou a se mover em linha reta com velocidade constante. Durante o movimento, não atuam forças horizontais além das forças de contato com o trilho, que são desprezíveis na direção do movimento. Com base nessa situação, qual é o módulo da força horizontal resultante necessária para manter o carrinho em movimento com velocidade constante?
- A) 0,0 N
- B) 2,0 N
- C) 1,0 N
- D) 3,0 N
- E) 4,0 N
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o enunciado. O carrinho tem massa de 2,0 kg, se move em linha reta com velocidade constante e não há forças horizontais além das de contato, que são desprezíveis na direção do movimento. Pergunta-se a força horizontal resultante necessária para manter essa velocidade constante.
- Lembre a Segunda Lei de Newton, na forma F_resultante = m x a, em que a é a aceleração. Se a velocidade é constante, em módulo e direção, então a variação de velocidade é nula e a aceleração também é nula.
- Como a = 0, temos F_resultante = 2,0 kg x 0 m/s^2 = 0 N. Assim, nenhuma força resultante é necessária para manter o movimento retilíneo uniforme, porque não há necessidade de alterar a velocidade. A massa não altera esse resultado, pois ela só determina quanta força seria preciso para produzir uma dada aceleração.
- Conclusão: a alternativa correta é a A, 0,0 N, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. B (2,0 N) confunde o valor da massa com a força. C (1,0 N) não tem base física na situação, pois não há aceleração que a justifique. D (3,0 N) sugere que é preciso força para manter a velocidade, o que contraria a Primeira Lei de Newton. E (4,0 N) não corresponde a nenhum produto válido de massa e aceleração neste caso, já que a aceleração é zero.
💡 Dica: Considere a força de atrito e a força resultante.
Alternativa por alternativa
Como o carrinho se move com velocidade constante, sua aceleração é nula. Pela segunda lei de Newton, a força resultante é dada por F = m · a. Assim, F = 2,0 · 0 = 0,0 N. Além disso, como o trilho é perfeitamente liso, não é necessário aplicar uma força horizontal para compensar o atrito.
O aluno tomou o valor numérico da massa (2,0 kg) como se fosse a força, sem usar a relação F = m x a.
O aluno pode ter dividido a massa por 2 ou inventado um valor intermediário, sem aplicar a Segunda Lei de Newton com aceleração nula.
O aluno acredita que é necessário aplicar uma força constante para manter o carrinho em movimento, como se o movimento precisasse ser sustentado por força, ideia do senso comum que contradiz a inércia.
O aluno pode ter multiplicado a massa por um valor arbitrário de aceleração (como 2 m/s^2) sem perceber que a velocidade constante implica aceleração nula.
Raio-X da questão
força e movimento
avaliacao
forca resultante e equilibrio · leis de Newton
Revisar as leis de Newton sobre movimento e forças.
Achar que para manter o movimento é necessário aplicar força, confundindo movimento uniforme com aceleração.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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