Em um laboratório escolar, estudantes analisam o movimento de um bloco colocado sobre uma plataforma…
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 um laboratório escolar, estudantes analisam o movimento de um bloco colocado sobre uma plataforma horizontal. O bloco tem massa de 10 kg, e o coeficiente de atrito estático entre suas superfícies é 0,30. Uma força horizontal aplicada ao bloco é aumentada gradualmente até o instante imediatamente anterior ao início do movimento. Considere g = 10 m/s² e que a plataforma não exerce outras forças verticais além da força normal. Com base na situação descrita, qual é o módulo da força de atrito estático máxima que atua no bloco imediatamente antes de ele começar a se mover?
- A) 100 N
- B) 15 N
- C) 30 N
- D) 3 N
- E) 10 N
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o que a questão pede. Queremos o módulo da força de atrito estático máximo, que ocorre no instante imediatamente anterior ao início do movimento. Nessa situação, a fórmula é Fat_max = μe × N, em que μe é o coeficiente de atrito estático e N é a força normal. Passo 2: Calcule a força normal. A plataforma é horizontal e não há outras forças verticais além da normal, logo N = P = m × g = 10 kg × 10 m/s² = 100 N. Passo 3: Calcule o atrito estático máximo: Fat_max = 0,30 × 100 N = 30 N. Passo 4: Compare com as alternativas. A alternativa C (30 N) corresponde ao resultado obtido, e ela coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A (100 N) é o valor da força normal ou do peso, não do atrito; B (15 N) só seria obtido com um coeficiente ou uma normal que não correspondem aos dados; D (3 N) resulta de multiplicar o coeficiente pela massa em kg, sem passar pela normal; E (10 N) corresponde à massa ou ao valor numérico de g, sem relação com o atrito.
💡 Dica: Calcule a força de atrito usando a fórmula F = μ * N.
Alternativa por alternativa
O aluno confunde a força de atrito com a força normal ou com o peso do bloco, achando que o atrito máximo é igual a m×g. Ele esquece de multiplicar pelo coeficiente de atrito.
O aluno provavelmente usa um coeficiente efetivo errado, como metade de 0,30, ou erra o cálculo da normal para chegar a 15 N, por exemplo 0,30 × 50 N. Ele aplica o método de forma incorreta.
A força de atrito estático máxima é dada por F_atrito,máx = μ_e · N. Como o bloco está em uma superfície horizontal e não há outras forças verticais, N = P = m · g = 10 · 10 = 100 N. Portanto, F_atrito,máx = 0,30 · 100 = 30 N.
O aluno multiplica o coeficiente de atrito pela massa em quilogramas (0,30 × 10 = 3), usando a massa no lugar da força normal. Ele não converte a massa em peso ou em força normal antes de aplicar a fórmula.
O aluno toma o valor numérico da massa ou de g como se fosse a força de atrito, sem aplicar a relação com o coeficiente e a normal. Ele confunde grandezas com unidades distintas, como massa e força.
Por que engana: Calcular a força de atrito sem multiplicar corretamente o coeficiente de atrito pelo peso do objeto.
Raio-X da questão
força de atrito
avaliacao
forca de atrito · calculo de peso
Revisar a fórmula da força de atrito e suas variáveis.
Calcular a força de atrito sem multiplicar corretamente o coeficiente de atrito pelo peso do objeto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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