Na Roma antiga, operários usavam alavancas para erguer blocos. Qual princípio físico explica a vantagem…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Investigar as mudanças de estado físico da matéria e explicar essas transformações com base no modelo de constituição submicroscópica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Na Roma antiga, operários usavam alavancas para erguer blocos. Qual princípio físico explica a vantagem mecânica de uma alavanca?
- A) A força aplicada sempre se soma à resistência, independentemente da posição do fulcro.
- B) A vantagem vem do torque (força×braço); a razão entre os comprimentos dos braços determina a vantagem mecânica.
- C) O trabalho realizado pela força é sempre menor que o trabalho da resistência numa alavanca.
- D) Mover o fulcro para mais perto da resistência sempre diminui a força necessária sem aumentar o deslocamento.
- E) A alavanca converte energia térmica em trabalho mecânico, por isso facilita o trabalho.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o conceito central. Uma alavanca é uma barra rígida que gira em torno de um ponto de apoio, chamado fulcro. A força aplicada gera um torque (força vezes a distância ao fulcro, ou braço). Para o equilíbrio, o torque da força deve igualar o torque da resistência. Passo 2: Aplique o equilíbrio de torques. Se F é a força aplicada, R é a resistência, b_F é o braço da força e b_R é o braço da resistência, então F x b_F = R x b_R. Logo, F = R x (b_R / b_F). A vantagem mecânica é R/F = b_F / b_R. Ou seja, a razão entre os comprimentos dos braços determina quanto a alavanca multiplica a força. Passo 3: Conclua. A alternativa B afirma exatamente isso: a vantagem vem do torque e depende da razão entre os braços. Ela está correta. Passo 4: Analise as erradas. A está errada porque a força não se soma à resistência; a alavanca apenas redistribui a força conforme os braços. C está errada porque, em uma alavanca ideal, o trabalho da força é igual ao trabalho da resistência, e não menor. D está errada porque aproximar o fulcro da resistência reduz a força, mas aumenta o deslocamento que a força precisa percorrer, e o trabalho se conserva. E está errada porque a alavanca é uma máquina simples que não converte energia térmica em trabalho mecânico. Passo 5: Resultado. O gabarito oficial B coincide com a resolução feita aqui.
💡 Dica: Identifique o princípio físico relacionado à alavanca.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a força aplicada se soma à resistência, como se fosse um empurrão extra, e que a posição do fulcro não importa. Ignora o equilíbrio de torques.
Por que engana: Confundir a relação entre força e resistência, acreditando que a força aplicada é sempre maior que a resistência, sem considerar a posição do fulcro.
Correto: vantagem mecânica depende da razão entre braço da força e braço da resistência, via torque e equilíbrio de momentos.
O aluno entende que a alavanca 'economiza trabalho' de modo que a força realiza menos trabalho que a resistência. Esquece que, sem atrito, o trabalho é conservado.
O aluno percebe que aproximar o fulcro da resistência reduz a força, mas ignora que o braço da força fica maior e o deslocamento necessário aumenta. Assim, aplica a parte do raciocínio sem considerar a conservação do trabalho.
O aluno associa a palavra 'vantagem' a uma ideia de conversão de energia do cotidiano, como se a alavanca gerasse energia. Confunde máquina simples com máquina térmica.
Raio-X da questão
vantagem mecânica da alavanca
avaliacao
princípios de alavancas · torque e força
Revisar os princípios de máquinas simples, especialmente alavancas.
Confundir a relação entre força e resistência, acreditando que a força aplicada é sempre maior que a resistência, sem considerar a posição do fulcro.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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