Em um experimento, uma terapeuta aplica uma força tangencial F = 2,0 N a 0,20 m do eixo dos quadris de um bebê…

Questão

Em um experimento, uma terapeuta aplica uma força tangencial F = 2,0 N a 0,20 m do eixo dos quadris de um bebê (m = 5,0 kg). Aproximando o bebê como massa concentrada a r = 0,20 m (I = m·r²), calcule a aceleração angular a usando t = r·F e t = I·a.

1. A) a = 10 rad/s² (usando g = 10 m/s²).
2. B) a = 2,0 rad/s² (t = 0,40 N·m, I = 0,20 kg·m²).
3. C) a = 4,0 rad/s².
4. D) a = 0,20 rad/s².
5. E) a = 0,40 rad/s².

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados do enunciado: F = 2,0 N, r = 0,20 m e m = 5,0 kg. Não é preciso usar a gravidade, pois a força é tangencial e a questão pede apenas a aceleração angular.
2. Calcule o torque (momento da força) com t = r·F = 0,20 m × 2,0 N = 0,40 N·m.
3. Calcule o momento de inércia da massa concentrada com I = m·r² = 5,0 kg × (0,20 m)² = 5,0 × 0,04 = 0,20 kg·m².
4. Aplique a equação do movimento de rotação t = I·a e isole a: a = t/I = 0,40 N·m / 0,20 kg·m² = 2,0 rad/s².
5. Compare com o gabarito oficial. O resultado 2,0 rad/s² corresponde à alternativa B, que está correta.
6. Por que as outras estão erradas: a alternativa A usa a gravidade, que não participa do cálculo de uma força tangencial e de um torque; a alternativa C corresponde a um I que seria a metade do valor correto, como em um disco; a alternativa D surge de um erro na divisão, usando I como 2,0 kg·m² em vez de 0,20; a alternativa E corresponde ao próprio torque (0,40), sem dividir pelo momento de inércia, ou à aceleração linear F/m.

💡 Dica: Utilize as fórmulas de torque e momento de inércia para encontrar a aceleração angular.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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