Durante um teste em uma base de lançamento, um foguete de massa 1 000 kg sobe verticalmente. O motor exerce…
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
Durante um teste em uma base de lançamento, um foguete de massa 1 000 kg sobe verticalmente. O motor exerce uma força de 2 000 N para cima, enquanto a resistência do ar exerce uma força de 500 N para baixo. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e despreze outras forças além das mencionadas. Com base nessas informações, qual é a força resultante que atua sobre o foguete, indicando seu módulo e seu sentido?
- A) 8 000 N para baixo
- B) 7 500 N para baixo
- C) 10 000 N para baixo
- D) 8 500 N para baixo
- E) 1 500 N para cima
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique as forças verticais sobre o foguete. O motor puxa para cima com 2 000 N. A resistência do ar empurra para baixo com 500 N. O peso é a força da gravidade, massa vezes gravidade: 1 000 kg vezes 10 m/s² = 10 000 N, também para baixo.
- Some as forças que apontam para baixo: 10 000 N (peso) mais 500 N (resistência do ar) = 10 500 N para baixo.
- Calcule a resultante, subtraindo as forças de sentidos opostos: 10 500 N para baixo menos 2 000 N para cima = 8 500 N. Como a força para baixo é maior, a resultante aponta para baixo.
- Conclusão: a resultante tem módulo 8 500 N e sentido para baixo, o que corresponde à alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A) desconsidera a resistência do ar; B) soma a resistência do ar ao lado do motor, como se ambas empurrassem para cima; C) considera apenas o peso, ignorando as forças do motor e do ar; E) ignora o peso do foguete.
💡 Dica: Calcule a força líquida subtraindo a resistência do ar da força aplicada.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula 10 000 N de peso menos 2 000 N do motor e esquece a resistência do ar de 500 N, que também atua para baixo.
O aluno subtrai do peso as duas forças, motor e resistência do ar, como se as duas puxassem para cima, mas a resistência do ar atua para baixo.
O aluno considera apenas o peso do foguete e ignora as forças aplicadas pelo motor e pela resistência do ar, como se a resultante fosse só o peso.
Por que engana: O aluno pode confundir a força total com a força líquida, somando as forças em vez de subtrair a resistência do ar.
O peso do foguete é P = mg = 1 000 × 10 = 10 000 N, para baixo. Adotando para cima como sentido positivo, a força resultante é Fᵣ = 2 000 − 500 − 10 000 = −8 500 N. O sinal negativo indica que a força resultante tem módulo 8 500 N e sentido para baixo.
O aluno subtrai as forças do motor e do ar e esquece o peso do foguete, que é a força gravitacional de 10 000 N para baixo, tratando o problema como se não houvesse gravidade.
Raio-X da questão
força líquida
avaliacao
força resultante · segunda lei de Newton
Revisar a fórmula da força líquida e como calcular forças em movimento.
O aluno pode confundir a força total com a força líquida, somando as forças em vez de subtrair a resistência do ar.
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pensamento_critico
cientifico
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