Em uma atividade experimental realizada em uma escola brasileira, uma esfera de massa 2,0 kg foi pendurada em…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade experimental realizada em uma escola brasileira, uma esfera de massa 2,0 kg foi pendurada em um dinamômetro, próximo à superfície da Terra. O instrumento indicou uma força de 19,6 N exercida pela Terra sobre a esfera. Desprezando a resistência do ar, considere que essa força corresponde ao peso do objeto. A relação entre o peso P, a massa m e a aceleração da gravidade g é expressa por P = m · g. Com base no experimento e na relação apresentada, qual alternativa indica corretamente a aceleração da gravidade no local e explica sua relação com a força gravitacional exercida pela Terra?
- A) A aceleração da gravidade é 5,0 m/s², e a força gravitacional sobre um corpo é dada pela divisão de sua massa por essa aceleração.
- B) A aceleração da gravidade é 9,8 m/s², e a força gravitacional sobre um corpo é dada pelo produto de sua massa por essa aceleração.
- C) A aceleração da gravidade é 10,0 m/s², e a força gravitacional sobre um corpo é dada pela soma de sua massa com essa aceleração.
- D) A aceleração da gravidade é 15,0 m/s², e a força gravitacional sobre um corpo é independente de sua massa.
- E) A aceleração da gravidade é 20,0 m/s², e a força gravitacional sobre um corpo é dada pelo produto de sua massa pela velocidade.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Os dados do enunciado são massa m = 2,0 kg e peso P = 19,6 N. Passo 2: Pela relação P = m · g, isolamos a aceleração da gravidade: g = P / m. Passo 3: Substituindo, g = 19,6 / 2,0 = 9,8 m/s². Passo 4: A força gravitacional (o peso) é o produto da massa pela aceleração da gravidade, P = m · g, portanto depende diretamente da massa do corpo e do local onde ele está. Passo 5: A alternativa B afirma exatamente isso: g = 9,8 m/s² e P = m · g. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A usa 5,0 m/s² e divide a massa pela aceleração, o que não corresponde à relação P = m · g. C usa 10,0 m/s² e soma a massa com a aceleração, operação sem sentido físico para o peso. D usa 15,0 m/s² e afirma que o peso independe da massa, contrariando a própria relação P = m · g. E usa 20,0 m/s² e multiplica a massa pela velocidade, confundindo peso com grandezas como quantidade de movimento. Passo 7: O gabarito oficial B está correto, e o valor 9,8 m/s² é a aceleração da gravidade próxima à superfície terrestre, compatível com o experimento.
💡 Dica: Considere a relação entre força e aceleração.
Alternativa por alternativa
O aluno inverteu a relação entre peso, massa e gravidade, supondo que a força se obtém dividindo a massa pela aceleração. Também pode ter calculado g dividindo a massa pela força, obtendo um valor incoerente.
O peso da esfera é a força gravitacional exercida pela Terra sobre ela. Como P = m · g, temos 19,6 N = 2,0 kg · g. Portanto, g = 19,6/2,0 = 9,8 m/s². Assim, para um corpo próximo à superfície terrestre, a força gravitacional é proporcional à sua massa e pode ser calculada por P = m · g.
O aluno tratou a relação entre massa e aceleração como uma soma, ignorando que o peso é o produto P = m · g. O valor 10,0 m/s² é uma aproximação arredondada, mas a operação escolhida está errada.
Por que engana: Confundir valores aproximados da aceleracao da gravidade ou nao relacionar aceleracao com a forca gravitacional corretamente.
O aluno confundiu o fato de a aceleração da gravidade ser igual para todos os corpos num mesmo local com a ideia de que a força peso não depende da massa. Na relação P = m · g, o peso cresce com a massa.
O aluno associou a força gravitacional a um produto da massa pela velocidade, confundindo peso com quantidade de movimento. Além disso, 20,0 m/s² não corresponde à gravidade terrestre.
Raio-X da questão
aceleração da gravidade
avaliacao
forca gravitacional basica · unidades de aceleracao
Revisar a relação entre força gravitacional e aceleração da gravidade.
Confundir valores aproximados da aceleracao da gravidade ou nao relacionar aceleracao com a forca gravitacional corretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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