Em uma atividade de laboratório, estudantes analisaram um pequeno carrinho puxado por três dinamômetros, todos…
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 de laboratório, estudantes analisaram um pequeno carrinho puxado por três dinamômetros, todos aplicados no mesmo ponto. Em relação a um sistema de eixos no plano horizontal, um dinamômetro exerce força de 10 N para a direita, outro exerce força de 15 N para a esquerda e um terceiro exerce força de 5 N para cima. Desprezam-se o peso e outras forças, pois o objetivo é determinar apenas a resultante dessas três forças. Com base nas informações do experimento, qual é o módulo e a direção da força resultante exercida pelos três dinamômetros sobre o carrinho?
- A) 15 N, para a esquerda
- B) 5√2 N, para cima e para a esquerda
- C) 5 N, para cima
- D) 5 N, para a esquerda
- E) 10 N, para a esquerda
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique as três forças e suas direções. Força de 10 N para a direita (+x), força de 15 N para a esquerda (-x) e força de 5 N para cima (+y). Como as forças são vetores, não basta somar os números: é preciso separar as componentes em cada eixo.
- Calcule a componente horizontal da resultante. Somando os sentidos, 10 - 15 = -5 N, ou seja, 5 N para a esquerda.
- Calcule a componente vertical. Há apenas a força de 5 N para cima, então a componente vertical é 5 N para cima.
- Calcule o módulo pelo teorema de Pitágoras: R = raiz de (5^2 + 5^2) = raiz de 50 = 5 raiz de 2 N, aproximadamente 7,07 N.
- Determine a direção. Como as componentes têm mesmo módulo (5 N), a resultante forma 45 graus com os eixos, apontando para cima e para a esquerda.
- Conclusão. A resultante tem módulo 5 raiz de 2 N e aponta para cima e para a esquerda, o que corresponde exatamente à alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A) ignora a força de 10 N para a direita e a força vertical; C) considera apenas a força vertical e desconsidera as componentes horizontais; D) esquece a força vertical de 5 N; E) inverte o sentido da resultante horizontal e ignora a força vertical.
💡 Dica: Desenhe um diagrama de forças para visualizar a situação.
Alternativa por alternativa
Acredita que a resultante é igual à maior das forças atuando em uma só direção, ignorando a força de 10 N para a direita e a componente vertical de 5 N.
Adotando a direita e para cima como sentidos positivos, a componente horizontal da resultante é 10 − 15 = −5 N, indicando 5 N para a esquerda. A componente vertical é 5 N para cima. Assim, o módulo da resultante é R = √[(-5)² + 5²] = √50 = 5√2 N. Como as componentes têm módulos iguais e sentidos para a esquerda e para cima, a direção é para cima e para a esquerda.
Considera somente a força vertical de 5 N, desprezando as forças horizontais de 10 N e 15 N como se elas se anulassem completamente sem resultado.
Calcula corretamente a componente horizontal (15 - 10 = 5 N para a esquerda), mas esquece de incluir a força vertical de 5 N, tratando a resultante como se fosse só horizontal.
Associa a resultante à força de 10 N com sentido trocado, confundindo a direção horizontal e ignorando a força vertical de 5 N, o que leva a um módulo e direção incorretos.
Raio-X da questão
força resultante
avaliacao
forca resultante · equilibrio de forcas
Revisar as leis de Newton e a adição de forças.
Somar as magnitudes das forças sem considerar suas direções vetoriais, resultando em valor incorreto da força resultante.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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