Em uma atividade experimental, estudantes utilizam um carrinho de 3 kg sobre um trilho de ar, no qual o atrito…
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 utilizam um carrinho de 3 kg sobre um trilho de ar, no qual o atrito horizontal é desprezível. Durante certo intervalo, um sensor registra que a força resultante horizontal sobre o carrinho tem intensidade constante de 15 N. As forças verticais se equilibram, e o movimento ocorre em linha reta. Com base nas informações do experimento, qual é a aceleração do carrinho durante o intervalo analisado?
- A) 1 m/s²
- B) 6 m/s²
- C) 0 m/s²
- D) 3 m/s²
- E) 5 m/s²
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A massa do carrinho é m = 3 kg e a força resultante horizontal constante é F = 15 N. Como o atrito horizontal é desprezível e as forças verticais se equilibram, a força resultante horizontal é a única responsável pela aceleração do carrinho.
- Aplique a Segunda Lei de Newton, F = m·a, que relaciona a força resultante, a massa e a aceleração.
- Isole a aceleração: a = F / m.
- Substitua os valores: a = 15 / 3 = 5 m/s².
- Conclua. A aceleração do carrinho durante o intervalo é 5 m/s², o que corresponde à alternativa E, em concordância com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: a alternativa A (1 m/s²) não resulta de 15 dividido por 3; a alternativa B (6 m/s²) não é o quociente de 15 por 3; a alternativa C (0 m/s²) só valeria se a força resultante fosse nula, o que contradiz o enunciado; a alternativa D (3 m/s²) repete o valor da massa, que não é a aceleração.
💡 Dica: Use a segunda lei de Newton para calcular a aceleração.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dividiu a massa pela própria massa (3 ÷ 3) ou inverteu a relação, sem usar corretamente a força de 15 N na fórmula a = F / m.
Por que engana: Confundir a formula da segunda lei de Newton, calculando aceleracao como força vezes massa em vez de força dividida pela massa.
O aluno possivelmente somou a massa à força antes de dividir (15 + 3 = 18, 18 ÷ 3 = 6), ou cometeu um erro aritmético, aplicando uma operação que não está prevista na Segunda Lei de Newton.
O aluno confunde força constante com ausência de aceleração, pensando que, se a força não varia, o carrinho não acelera, ou que o equilíbrio das forças verticais implica aceleração nula. Na verdade, a aceleração depende da força resultante horizontal não nula.
O aluno provavelmente leu o dado da massa (3 kg) e o tomou como resposta, confundindo a grandeza fornecida no enunciado com a aceleração pedida.
Pela segunda lei de Newton, a aceleração é determinada pela razão entre a força resultante e a massa: a = F_resultante/m. Assim, a = 15 N/3 kg = 5 m/s². Como o texto informa explicitamente a força resultante, não é necessário considerar outras forças horizontais.
Raio-X da questão
aceleração de um objeto
avaliacao
segunda lei de Newton · forca, massa e aceleracao
Revisar a segunda lei de Newton e suas aplicações.
Confundir a formula da segunda lei de Newton, calculando aceleracao como força vezes massa em vez de força dividida pela massa.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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