Em uma aula de Biologia, estudantes investigaram a resistência mecânica de fios de aço usados em estruturas…
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 Biologia, estudantes investigaram a resistência mecânica de fios de aço usados em estruturas metálicas. Foram produzidos dois grupos de fios com a mesma composição química, o mesmo comprimento, o mesmo diâmetro e a mesma massa. Todos foram testados sob a mesma temperatura e umidade. Antes do teste, um grupo foi resfriado lentamente e o outro foi resfriado rapidamente após o aquecimento. A análise microscópica indicou diferenças na organização interna dos metais. Nos ensaios de tração, os fios resfriados lentamente suportaram, em média, uma força de 420 N antes de se romper, enquanto os resfriados rapidamente suportaram 760 N. Considerando o procedimento e os resultados descritos, qual fator explica diretamente a diferença de resistência mecânica entre os dois grupos de fios?
- A) A composição química do material.
- B) As dimensões geométricas do material.
- C) As condições ambientais do ensaio.
- D) A organização interna do material.
- E) A massa total do material.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o que foi mantido igual nos dois grupos: mesma composição química, mesmo comprimento, mesmo diâmetro, mesma massa, mesma temperatura e mesma umidade. Assim, essas variáveis não podem explicar a diferença observada.
- Identifique o que foi diferente: o tratamento térmico. Um grupo foi resfriado lentamente e o outro rapidamente após o aquecimento. A análise microscópica mostrou diferenças na organização interna dos metais.
- Relacione a causa ao resultado. Nos ensaios de tração, os fios resfriados lentamente suportaram 420 N e os resfriados rapidamente suportaram 760 N. Como a única variável que realmente mudou foi a organização interna, ela explica diretamente a diferença de resistência mecânica. O resfriamento age sobre a estrutura do material, e essa estrutura determina sua resposta à força.
- Analise as alternativas erradas. A) A composição química foi igual nos dois grupos, então não explica a diferença. B) As dimensões foram iguais, então não podem explicar a diferença. C) As condições ambientais foram as mesmas, por isso não diferenciam os grupos. E) A massa foi igual nos dois grupos, portanto não é o fator que diferencia a resistência.
- Conclusão: a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial. Observação: o enunciado fala em Biologia, mas o conteúdo trata de propriedades dos materiais metálicos, ligado à Química e à Física.
💡 Dica: Liste os fatores que influenciam a resistência dos materiais.
Alternativa por alternativa
O aluno pode supor que todo material metálico de mesma composição química tem sempre a mesma resistência, sem considerar que o arranjo dos átomos pode mudar. Também pode confundir composição com estrutura.
O aluno pode achar que a resistência depende do tamanho ou da forma do fio. Como o enunciado informa que comprimento e diâmetro foram iguais, ele não percebeu que essas dimensões são controladas no experimento.
Por que engana: Escolher fatores que não têm relação direta com a resistência, como a cor ou o peso do material, em vez de focar na estrutura interna.
O aluno pode pensar que temperatura e umidade alteram diretamente a força que o fio suporta. Porém, o enunciado diz que o ensaio foi feito nas mesmas condições para os dois grupos.
Os fios tinham a mesma composição química, dimensões, massa e condições ambientais. A única diferença experimental relevante foi a velocidade de resfriamento, que alterou a organização interna do aço. Essa organização influencia a maneira como o material suporta e distribui as tensões mecânicas, explicando a maior força suportada pelo grupo resfriado rapidamente.
O aluno pode associar mais massa a mais resistência, pensando que um material mais pesado aguenta mais força. Entretanto, a massa foi igual nos dois grupos e não é a causa da diferença.
Raio-X da questão
resistência dos materiais
avaliacao
tensões mecânicas · propriedades dos materiais
Revisar os fatores que afetam a resistência dos materiais.
Escolher fatores que não têm relação direta com a resistência, como a cor ou o peso do material, em vez de focar na estrutura interna.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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