Um ciclista e sua bicicleta têm massa total de 80 kg. A força resultante horizontal aplicada é de 160 N…
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
Um ciclista e sua bicicleta têm massa total de 80 kg. A força resultante horizontal aplicada é de 160 N. Calcule a aceleração horizontal do conjunto. Use F = m·a (F em N, m em kg, a em m/s²).
- A) a = 2,0 km/s² (horizontal).
- B) a = 2,0 m/s² (horizontal, sentido da força).
- C) a = 160 m/s² (horizontal).
- D) a = 2,0 m/s (horizontal, sentido da força).
- E) a = 0,5 m/s² (horizontal, sentido da força).
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A massa total do conjunto (ciclista mais bicicleta) é m = 80 kg e a força resultante horizontal é F = 160 N.
- Aplique a Segunda Lei de Newton, F = m·a, isolando a: a = F / m.
- Substitua os valores: a = 160 / 80 = 2 m/s². Como a força é horizontal e resultante, a aceleração também é horizontal, no sentido da força.
- Confira a unidade. Força em newtons dividida por massa em quilogramas resulta em metros por segundo ao quadrado, que é a unidade de aceleração.
- Compare com as alternativas. A alternativa B (a = 2,0 m/s², horizontal, sentido da força) corresponde exatamente ao resultado, então coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A) 2,0 km/s² equivale a 2000 m/s², um valor 1000 vezes maior que o correto, resultado de uma conversão de unidade indevida. C) 160 m/s² é o valor da própria força, ou seja, a massa foi ignorada na divisão. D) 2,0 m/s é unidade de velocidade, não de aceleração, pois falta o segundo ao quadrado. E) 0,5 m/s² é o inverso da razão correta (m/F = 80/160), ou seja, a divisão foi feita na ordem trocada.
💡 Dica: Aplique a fórmula F = m·a para encontrar a aceleração.
Alternativa por alternativa
O aluno acertou o número 2,0 mas errou a unidade, achando que o resultado está em km/s². Provavelmente aplicou uma conversão de unidade desnecessária.
Por que engana: Confundir a unidade de aceleração, utilizando km/s² em vez de m/s² ao aplicar a fórmula.
Pela 2ª Lei de Newton: a = F/m = 160 N / 80 kg = 2,0 m/s². Unidade: m/s²; direção horizontal, sentido da força aplicada.
O aluno ignorou a massa e tomou a força como se fosse a aceleração, como se a = F. Não percebeu que a massa precisa dividir a força.
O aluno calculou corretamente o número 2,0, mas escreveu a unidade como m/s, confundindo aceleração com velocidade e esquecendo o expoente ao quadrado do segundo.
O aluno inverteu a operação e calculou m/F = 80/160 = 0,5, em vez de F/m. Ele sabe que a massa está envolvida, mas não sabe a ordem da divisão na fórmula.
Raio-X da questão
aceleração em física
avaliacao
segunda lei de Newton · unidades de medida
Revisar a relação entre força, massa e aceleração na segunda lei de Newton.
Confundir a unidade de aceleração, utilizando km/s² em vez de m/s² ao aplicar a fórmula.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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