Em uma atividade de Física realizada em uma escola brasileira, estudantes analisaram a interação entre dois…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de Física realizada em uma escola brasileira, estudantes analisaram a interação entre dois pequenos ímãs, mantendo suas orientações e condições experimentais constantes. Para as distâncias utilizadas, o modelo idealizado adotado foi F = k/r², em que F é o módulo da força magnética, r é a distância entre os ímãs e k é uma constante. A 0,50 m de distância, a força medida foi de 5,0 N. Considerando o modelo apresentado no texto-base, qual será o módulo da força magnética quando a distância entre os ímãs aumentar para 1,00 m?
- A) Passa a 10,0 N.
- B) Permanece em 5,0 N.
- C) Passa a 4,00 N.
- D) Passa a 1,25 N.
- E) Passa a 2,50 N.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o modelo dado no texto: F = k/r^2, ou seja, a força é inversamente proporcional ao quadrado da distância.
- Use a medida inicial para descobrir a constante k. Com r = 0,50 m e F = 5,0 N, temos k = F x r^2 = 5,0 x 0,25 = 1,25 (unidade de N x m^2).
- Calcule a nova força com r = 1,00 m, mantendo k. F = 1,25 / (1,00)^2 = 1,25 N.
- Conclusão: a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial. Confira também pela proporção: ao dobrar a distância, r^2 fica 4 vezes maior, então a força fica 4 vezes menor, ou seja, 5,0 / 4 = 1,25 N.
- Por que as outras estão erradas: A (10,0 N) supõe que a força aumenta com a distância; B (5,0 N) supõe que a força não depende da distância; C (4,00 N) não respeita a proporção ao quadrado; E (2,50 N) usa dependência de 1/r, em vez de 1/r^2.
💡 Dica: Considere a relação entre força e distância na Lei de Coulomb.
Alternativa por alternativa
O aluno inverte a relação de dependência e supõe que a força cresce com a distância, dobrando o valor de 5,0 N como se fosse uma proporção direta com r.
O aluno acredita que, mantidas as condições experimentais, a força não muda quando a distância muda, ignorando que o modelo F = k/r^2 depende de r.
Por que engana: Confundir a relação entre distância e força, acreditando que a força permanece a mesma independentemente da distância.
O aluno calcula a nova força com uma diferença ou aproximação que não corresponde ao inverso do quadrado da distância, chegando a um valor intermediário sem base no modelo.
A distância dobra: de 0,50 m para 1,00 m. Como a força é inversamente proporcional ao quadrado da distância, F_2 = F_1(0,50/1,00)² = 5,0 · (1/2)² = 1,25 N.
O aluno aplica uma relação de inverso simples (F proporcional a 1/r), esquecendo o quadrado da distância, e por isso obtém apenas a metade da força inicial.
Raio-X da questão
força magnética e distância
avaliacao
força magnética · Lei de Coulomb
Revisar a Lei de Coulomb e suas aplicações em forças magnéticas.
Confundir a relação entre distância e força, acreditando que a força permanece a mesma independentemente da distância.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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