Educação FísicaCrianças pequenas (4a-5a11m)Difícil⏱ longo

Uma criança de massa m_c = 20 kg tem o centro de massa a 0,02 m atrás da linha dos dedos (resistindo ao…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Uma criança de massa m_c = 20 kg tem o centro de massa a 0,02 m atrás da linha dos dedos (resistindo ao tombamento para frente). Segurando uma bola de m_b = 1,20 kg a d = 0,45 m à frente da linha dos dedos, calcule os momentos (torques) em relação à linha dos dedos e diga se a criança tomba para frente. Use g = 10 m/s² e indique sentido do torque.

A) M_c = 40,0 N·m (para trás); M_b = 5,4 N·m: não tomba.
B) Momentos nulos; equilíbrio perfeito, sem tombar.
C) M_c = 2,0 N·m e M_b = 10,8 N·m; tomba para trás.
D) M_c = 4,0 N·m (para frente) e M_b = 5,4 N·m (para trás): permanece estável.
E) Momento resistente M_c = 20·10·0,02 = 4,0 N·m (para trás). Momento de tombamento M_b = 1,2·10·0,45 = 5,4 N·m (para frente). Como 5,4 > 4,0, a criança tomba para frente (torque resultante 1,4 N·m para frente).

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Calcule o peso da criança: P_c = m_c × g = 20 × 10 = 200 N. Ela está com o centro de massa 0,02 m atrás da linha dos dedos, então o peso tende a girá-la para trás. O momento resistente ao tombamento é M_c = 200 × 0,02 = 4,0 N·m, no sentido para trás. Passo 2: Calcule o peso da bola: P_b = m_b × g = 1,20 × 10 = 12 N. Ela está a 0,45 m à frente da linha dos dedos, então seu peso tende a girar a criança para frente. O momento de tombamento é M_b = 12 × 0,45 = 5,4 N·m, no sentido para frente. Passo 3: Compare os dois momentos em relação ao mesmo ponto (a linha dos dedos). O torque resultante é 5,4 − 4,0 = 1,4 N·m no sentido para frente. Como o momento que tomba (5,4) é maior que o momento que resiste (4,0), a criança tomba para frente. Passo 4: Por que as outras estão erradas. A: o valor de 40 N·m surge de usar 0,2 m em vez de 0,02 m, e a conclusão de que não tomba fica sem sustentação. B: torques não se anulam, pois a bola gera momento próprio de 5,4 N·m, que não é nulo. C: o valor de 10,8 N·m resulta de multiplicar 1,2 × 0,45 × 20 (usando a massa da criança no lugar de g), e o sentido do tombamento está invertido. D: os módulos 4,0 e 5,4 N·m estão corretos, mas os sentidos estão trocados, o que leva à falsa conclusão de estabilidade. Resposta final: alternativa E, com a criança tombando para frente.

💡 Dica: Calcule os torques e compare os valores.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Atençãoa que mais engana

Provavelmente usou 0,2 m em vez de 0,02 m para a distância do centro de massa, o que daria 20 × 10 × 0,2 = 40 N·m. Além disso, não comparou corretamente os dois momentos.

Por que engana: Confundir a direção dos momentos, calculando incorretamente o torque resultante e a estabilidade da criança.

B Erradaerro: Conceitual

Acredita que, por a criança estar segurando a bola, os torques se anulam e há equilíbrio perfeito. Ignora que o peso da bola a 0,45 m da linha dos dedos gera um momento próprio.

C Erradaerro: Procedimental

Calculou o momento da bola multiplicando a massa da criança pelo peso da bola e pela distância (1,2 × 0,45 × 20 = 10,8 N·m), e o valor de 2,0 N·m para a criança não corresponde a 20 × 10 × 0,02. Também inverteu o sentido do tombamento.

D Erradaerro: Conceitual

Calculou corretamente os módulos (4,0 e 5,4 N·m), mas atribuiu o sentido de forma invertida: fez o peso da bola girar para trás. Por isso concluiu que a criança permanece estável, quando na verdade o momento da bola vence o da criança.

E Correta

Torque = m·g·braço; comparar torques com sinais: bola produz torque de tombamento maior que o torque de resistência do próprio peso => tombamento frontal.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Avaliar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

momentos e torques

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

momentos e torques · forças e equilíbrio

📚 Reveja

Revisar o conceito de torque e suas aplicações em física.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a direção dos momentos, calculando incorretamente o torque resultante e a estabilidade da criança.

🌎 Tema transversal

saude

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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