Em uma aula experimental, estudantes empurraram um carrinho sobre um trilho retilíneo e registraram o módulo…
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 aula experimental, estudantes empurraram um carrinho sobre um trilho retilíneo e registraram o módulo da força resultante horizontal em diferentes posições. O gráfico da força resultante F em função do deslocamento x apresentou uma reta horizontal, isto é, com inclinação igual a zero. Os dados obtidos foram: x = 0 m, F = 12 N; x = 0,5 m, F = 12 N; x = 1,0 m, F = 12 N; x = 1,5 m, F = 12 N. Considerando os dados e a inclinação do gráfico, qual conclusão explica corretamente a relação entre a força resultante e o deslocamento do carrinho?
- A) A força resultante diminui proporcionalmente ao deslocamento.
- B) O deslocamento permanece nulo durante todo o experimento.
- C) A aceleração do carrinho aumenta a cada posição registrada.
- D) A força resultante aumenta proporcionalmente ao deslocamento.
- E) A força resultante mantém o mesmo valor durante o deslocamento.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Leia os dados. Em todas as posições registradas (x = 0 m, 0,5 m, 1,0 m e 1,5 m), a força resultante vale sempre 12 N.
- Interprete o gráfico. Um gráfico de F em função de x que é uma reta horizontal tem inclinação zero, o que significa que a variação de F é nula para qualquer variação de x. Portanto, a força resultante não muda com o deslocamento.
- Conclua. A força resultante mantém o mesmo valor (12 N) ao longo de todo o deslocamento, o que corresponde à alternativa E.
- Analise as demais alternativas. A) está errada, pois a força não diminui; os dados mostram valor constante. B) está errada, pois o carrinho se desloca de 0 a 1,5 m, e o deslocamento não é nulo. C) está errada, porque a força constante e a massa constante implicam aceleração constante pela segunda lei de Newton, e não aceleração crescente. D) está errada, pois a força não aumenta proporcionalmente ao deslocamento; isso exigiria uma reta crescente passando pela origem, o que não ocorre.
- Observação. O enunciado não informa a massa do carrinho, mas essa informação não é necessária para responder à questão, que pede apenas a relação entre F e x.
💡 Dica: Analise o que a linearidade representa em um gráfico de força e deslocamento.
Alternativa por alternativa
O aluno pode ter associado a ideia de que a força atua 'contra' o movimento e, por isso, se enfraquece com o deslocamento, ignorando que os valores registrados são todos iguais a 12 N.
O aluno pode ter confundido o gráfico de F versus x com um gráfico de posição ou de deslocamento, concluindo que, por a força ser constante, o carrinho não se move.
O aluno pode ter achado que, como o carrinho se desloca, sua velocidade e aceleração aumentam a cada posição, sem perceber que força constante e massa constante implicam aceleração constante.
Por que engana: Interpretar que força constante implica linha reta horizontal, confundindo variação com constância.
O aluno pode ter confundido a reta horizontal com uma reta crescente, ou ter pensado que força e deslocamento são sempre diretamente proporcionais, sem verificar a inclinação nula do gráfico.
Em um gráfico de força em função do deslocamento, a inclinação indica como a força varia quando o deslocamento muda. Como a reta é horizontal e sua inclinação é nula, os valores da força permanecem iguais em todas as posições registradas: 12 N.
Raio-X da questão
força e deslocamento
avaliacao
forca e deslocamento · grafico linear
Revisar a relação entre força e deslocamento em gráficos.
Interpretar que força constante implica linha reta horizontal, confundindo variação com constância.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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