Um estudante realiza um experimento com um elástico de 0,5 m de comprimento e o estica para 0,7 m. Se a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um estudante realiza um experimento com um elástico de 0,5 m de comprimento e o estica para 0,7 m. Se a constante elástica do material é de 200 N/m, qual é a força que o estudante exerce no elástico?
- A) 20 N
- B) 30 N
- C) 40 N
- D) 50 N
- E) 60 N
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o modelo. Um elástico que é esticado e obedece à lei de Hooke tem força proporcional à deformação: F = k·x, em que k é a constante elástica e x é a deformação (variação do comprimento em relação ao comprimento natural).
- Calcule a deformação. O comprimento inicial é 0,5 m e o comprimento esticado é 0,7 m, logo x = 0,7 - 0,5 = 0,2 m. Note que a deformação é a diferença, e não o comprimento total.
- Calcule a força. F = 200 N/m × 0,2 m = 40 N. Resolvi a questão sem usar o gabarito e cheguei à alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (20 N) corresponderia a uma deformação de 0,1 m, o que só ocorreria se a diferença fosse dividida por 2. B (30 N) corresponderia a uma deformação de 0,15 m, resultado de um erro de subtração com decimais. D (50 N) corresponderia a uma deformação de 0,25 m, que não aparece em nenhum cálculo correto do enunciado. E (60 N) corresponderia a uma deformação de 0,3 m, obtida por um cálculo que não faz sentido físico.
- Conclusão. A força que o estudante exerce sobre o elástico é de 40 N, alternativa C.
💡 Dica: Use a fórmula da força elástica para calcular.
Alternativa por alternativa
Calculou corretamente a deformação de 0,2 m, mas dividiu o resultado por 2 sem motivo, achando que a força seria metade da esperada.
Errou a subtração com decimais e obteve 0,15 m como deformação (0,7 - 0,5 escrito de forma incorreta), chegando a 200 × 0,15 = 30 N.
Por que engana: Confundir a relação entre a deformação do elástico e a força aplicada, aplicando a fórmula de forma incorreta.
Cálculo correto da força elástica aplicada.
Confundiu a deformação com uma fração do comprimento inicial, usando 0,25 m (metade de 0,5 m) em vez de 0,2 m, e obteve 50 N.
Subtraiu a deformação do comprimento inicial (0,5 - 0,2 = 0,3 m) e usou esse valor como deformação, obtendo 60 N. Não entendeu que a deformação já é a grandeza que multiplica k.
Raio-X da questão
força elástica
avaliacao
lei de Hooke · força e movimento
Revisar a lei de Hooke e como calcular a força elástica.
Confundir a relação entre a deformação do elástico e a força aplicada, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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