Em uma aula de Física integrada à Biologia, estudantes analisam o esforço necessário para transportar uma…
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 uma aula de Física integrada à Biologia, estudantes analisam o esforço necessário para transportar uma caixa de materiais por uma rampa de acesso. Em um modelo ideal, a rampa faz um ângulo de 30° com a horizontal, a caixa tem massa de 10 kg e o atrito é desprezado. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s². Para estudar o efeito da gravidade sobre o movimento ao longo da rampa, deve-se determinar a componente do peso paralela ao plano inclinado. Com base no texto, qual é o módulo da componente do peso da caixa que atua paralelamente ao plano inclinado, no sentido descendente da rampa?
- A) 5 N
- B) 86,6 N
- C) 100 N
- D) 50 N
- E) 30 N
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. Massa m = 10 kg, aceleração da gravidade g = 10 m/s^2 e ângulo da rampa com a horizontal θ = 30°. Como o atrito é desprezado, a única força que interessa para a componente paralela é o peso. Passo 2: Calcule o peso da caixa: P = m x g = 10 x 10 = 100 N. Passo 3: Decomponha o peso em duas componentes, uma perpendicular e outra paralela ao plano inclinado. A componente paralela ao plano, que aponta no sentido descendente da rampa, é P x sen(θ). Essa componente é a que empurra a caixa para baixo, ao longo da rampa. Passo 4: Substitua os valores: P_paralela = 100 x sen(30°) = 100 x 0,5 = 50 N. Passo 5: Compare com as alternativas. A alternativa A (5 N) está errada porque não é a multiplicação correta. A alternativa B (86,6 N) está errada porque corresponde a 100 x cos(30°), que é a componente perpendicular ao plano. A alternativa C (100 N) está errada porque é o peso total, sem decomposição. A alternativa E (30 N) está errada porque não resulta de nenhuma operação correta com os dados. Passo 6: Conclusão: a componente do peso paralela ao plano inclinado vale 50 N, o que coincide com o gabarito oficial D.
💡 Dica: Calcule a componente da força peso ao longo do plano inclinado.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente calculou m x sen(30°) = 10 x 0,5 = 5 e esqueceu de multiplicar pela gravidade, tratando a massa como se fosse a força.
O aluno provavelmente usou a função cosseno no lugar do seno, calculando 100 x cos(30°) = 86,6 N. Isso dá a componente perpendicular ao plano, e não a paralela.
Por que engana: Confundir a componente da força peso paralela ao plano com a força total ou usar o angulo errado na decomposicao vetorial.
O aluno provavelmente tomou o peso total da caixa como se toda a força atuasse ao longo da rampa, ignorando a inclinação do plano.
O peso da caixa é P = mg = 10 × 10 = 100 N. A componente do peso paralela ao plano inclinado é Pₚ = P sen 30°. Como sen 30° = 0,5, obtém-se Pₚ = 100 × 0,5 = 50 N.
O aluno provavelmente tomou o valor numérico do ângulo (30) como se fosse a força, ou fez um cálculo sem base física, confundindo grandeza angular com força.
Raio-X da questão
força em plano inclinado
avaliacao
forca peso e decomposicao · trigonometria basica
Revisar as forças atuantes em um plano inclinado.
Confundir a componente da força peso paralela ao plano com a força total ou usar o angulo errado na decomposicao vetorial.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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