Em um estudo de Biologia sobre a locomoção de um animal, pesquisadores analisaram o movimento de uma estrutura…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um estudo de Biologia sobre a locomoção de um animal, pesquisadores analisaram o movimento de uma estrutura corporal de massa constante. Para diferentes intensidades de contração muscular, eles mediram a força resultante e a aceleração produzida. Os resultados foram: força de 2 N e aceleração de 1 m/s²; força de 4 N e aceleração de 2 m/s²; força de 6 N e aceleração de 3 m/s². Em todas as medições, a massa da estrutura permaneceu constante e as forças resistivas foram desprezadas. Com base nos dados do experimento, como deve ser interpretada a relação entre a força resultante exercida pelos músculos e a aceleração da estrutura corporal?
- A) A aceleração permanece constante, qualquer que seja a força resultante.
- B) A aceleração diminui à medida que a força resultante aumenta.
- C) A força resultante aumenta, mas a aceleração varia sem padrão definido.
- D) A aceleração aumenta na mesma proporção que a força resultante.
- E) A força resultante permanece constante, enquanto a aceleração aumenta.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique a massa da estrutura. Como a massa é constante e as forças resistivas foram desprezadas, a segunda lei de Newton vale na forma F = m x a. Calculando a razão F/a em cada medição: 2 N / 1 m/s² = 2 kg; 4 N / 2 m/s² = 2 kg; 6 N / 3 m/s² = 2 kg. A razão é sempre a mesma, igual a 2 kg. Passo 2: Como F/a é constante, força e aceleração são diretamente proportionais: ao dobrar a força, a aceleração também dobra; ao triplicar a força, a aceleração também triplica. Isso significa que a aceleração aumenta na mesma proporção que a força resultante, como afirma a alternativa D. Passo 3: Comparação com o gabarito oficial: a letra D é a correta e coincide com o gabarito. Passo 4: Por que as outras estão erradas. A: a aceleração não permanece constante, ela cresce de 1 para 2 e depois para 3 m/s². B: a aceleração aumenta, e não diminui, quando a força cresce. C: a aceleração não varia sem padrão; ela segue um padrão linear, sempre igual a metade da força. E: a força não permanece constante; ela aumenta de 2 para 4 e depois para 6 N.
💡 Dica: Analise a relação entre força e aceleração no gráfico.
Alternativa por alternativa
O aluno pode supor que, como a massa é constante, a aceleração também deveria ser constante, confundindo massa com aceleração. Não percebe que a aceleração depende da força resultante.
Por que engana: Confundir proporcionalidade direta com inversa, interpretando erroneamente a relação entre força e aceleração.
O aluno pode ler a tabela de forma invertida, pensando que uma força maior produz menor aceleração, talvez confundindo a relação com a de tempo ou de inércia. Não relaciona corretamente o aumento simultâneo dos dois valores.
O aluno pode notar que a força cresce, mas não identificar o padrão nos números, achando que a aceleração varia de forma aleatória. Falta calcular a razão entre força e aceleração, que se mantém igual a 2 kg.
Como a massa permanece constante e os valores mostram que a duplicação ou a triplicação da força produz a mesma variação proporcional na aceleração, força resultante e aceleração são diretamente proporcionais. Essa relação é expressa pela segunda lei de Newton, F = m · a.
O aluno pode trocar as grandezas na leitura da tabela, achando que a força é constante porque a massa é constante. Confunde a constância da massa com a constância da força resultante, que varia nas medições.
Raio-X da questão
força e aceleração
diagnostico
lei fundamental da dinamica · proporcionalidade direta
Revisar a segunda lei de Newton.
Confundir proporcionalidade direta com inversa, interpretando erroneamente a relação entre força e aceleração.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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