Um vendedor usa uma alavanca para levantar uma caixa de massa 12 kg. A carga age a 0,30 m do ponto de apoio; o…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um vendedor usa uma alavanca para levantar uma caixa de massa 12 kg. A carga age a 0,30 m do ponto de apoio; o esforço é aplicado a 2,00 m do apoio. Adote g = 10 m/s² e t = F·d. Qual a força de esforço necessária para equilibrar a caixa?
- A) 9 N
- B) 60 N
- C) 18 N
- D) 36 N
- E) 12 N
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Calcule o peso da caixa. Peso = massa x g = 12 kg x 10 m/s^2 = 120 N. Esta é a força que a alavanca precisa equilibrar na extremidade da carga.
- Calcule o torque (momento) causado pela carga em relação ao apoio. t = F x d = 120 N x 0,30 m = 36 N·m.
- Para o equilíbrio, o torque do esforço deve ser igual ao torque da carga. Assim, F x 2,00 m = 36 N·m.
- Isole a força do esforço: F = 36 / 2,00 = 18 N. Logo, a alternativa correta é a C.
- Verificação das demais. A alternativa A (9 N) está errada porque corresponde a um cálculo com a distância do esforço incorreta. A alternativa B (60 N) está errada porque metade do peso não corresponde ao equilíbrio com essas distâncias. A alternativa D (36 N) está errada porque é o torque da carga, e não a força do esforço. A alternativa E (12 N) está errada porque é a massa em kg, que não é força; ela ignora a gravidade e a relação de braços.
- O gabarito oficial (C) está correto e coincide com a resolução feita de forma independente.
💡 Dica: Use a fórmula da alavanca para calcular a força de esforço.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dividiu o torque da carga (36 N·m) por 4 em vez de por 2,00 m, tratando a distância do esforço como se fosse outro valor, ou fez uma sequência de cálculos com as distâncias trocadas.
O aluno provavelmente tomou a metade do peso (120 / 2 = 60 N) como se a alavanca tivesse vantagem de 2, ignorando as distâncias de 0,30 m e 2,00 m fornecidas no enunciado.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre as distâncias e as forças, aplicando a fórmula de forma incorreta.
Equilíbrio: F·2,00 = (12·10)·0,30 ? F = (120·0,30)/2,00 = 18 N.
O aluno provavelmente calculou corretamente o torque da carga (36 N·m) e parou aí, esquecendo de dividir pela distância do esforço, ou seja, tomou o torque como se fosse a força.
O aluno provavelmente usou o valor da massa (12 kg) como se fosse força, sem multiplicar pela gravidade g = 10 m/s^2, confundindo massa com peso.
Raio-X da questão
alavanca e força
avaliacao
princípio da alavanca · cálculo de força
Revisar os princípios de alavancas e cálculo de forças.
O aluno pode confundir a relação entre as distâncias e as forças, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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