Durante uma aula de Biologia, estudantes analisaram o funcionamento do antebraço humano como uma alavanca. 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
Durante uma aula de Biologia, estudantes analisaram o funcionamento do antebraço humano como uma alavanca. Em determinado movimento, o cotovelo atua como ponto de apoio, uma carga exerce força de 50 N a 0,5 m desse ponto, e o músculo responsável pelo movimento aplica sua força a 1,5 m do cotovelo. Despreze o peso do antebraço e considere o sistema em equilíbrio no instante analisado. Com base no modelo biomecânico descrito, qual é a força que o músculo deve exercer para sustentar a carga?
- A) 75,00 N
- B) 25,00 N
- C) 33,33 N
- D) 100,00 N
- E) 16,67 N
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique o sistema. O cotovelo é o ponto de apoio (fulcro). A carga de 50 N está a 0,5 m do apoio, e a força do músculo atua a 1,5 m do apoio. O peso do antebraço é desprezado.
- Use a condição de equilíbrio de rotação. A soma dos momentos (torques) em relação ao apoio deve ser zero. Os dois momentos têm sentidos opostos, então: força da carga vezes seu braço igual a força do músculo vezes seu braço.
- Monte a equação. 50 x 0,5 = F x 1,5, ou seja, 25 = 1,5 x F.
- Isole F. F = 25 / 1,5 = 16,67 N, aproximadamente.
- Conclusão. A alternativa correta é a E (16,67 N). O gabarito oficial está correto. Por que as outras estão erradas: A (75 N) multiplicou a carga pelo braço do músculo, em vez de igualar os momentos; B (25 N) é apenas o momento da carga, esquecendo de dividir pelo braço do músculo; C (33,33 N) dividiu a carga pelo braço do músculo, ignorando o braço da carga; D (100 N) dividiu a carga pelo braço da carga, invertendo a relação entre distância e força.
- Observação: como o músculo está mais distante do apoio que a carga, ele precisa exercer uma força menor que a carga, o que confirma o resultado de 16,67 N.
💡 Dica: Use a fórmula da alavanca para calcular a força.
Alternativa por alternativa
O aluno multiplicou a carga pela distância do músculo (50 x 1,5 = 75), em vez de igualar os momentos das duas forças. Não percebeu que a força do músculo deve ser obtida por divisão.
O aluno calculou apenas o momento da carga (50 x 0,5 = 25) e tomou esse valor como a força do músculo, esquecendo que os dois momentos devem se equilibrar.
O aluno dividiu a carga pela distância do músculo (50 / 1,5 = 33,33), ignorando o braço de alavanca da carga (0,5 m) na equação de equilíbrio.
O aluno dividiu a carga pela distância da própria carga (50 / 0,5 = 100), invertendo a relação entre braço e força: confundiu qual distância deve estar no denominador.
Por que engana: Confundir a relação entre força e distância, calculando a força diretamente proporcional à distância maior.
No equilíbrio, os momentos das forças em relação ao cotovelo devem ser iguais: F_músculo × 1,5 = 50 × 0,5. Assim, F_músculo = 25 ÷ 1,5 = 16,67 N, aproximadamente.
Raio-X da questão
alavanca e força
avaliacao
principio da alavanca · forca e torque
Revisar as leis da alavanca e suas aplicações.
Confundir a relação entre força e distância, calculando a força diretamente proporcional à distância maior.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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