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Um bebê de massa m = 8,0 kg tem o centro de massa projetado a e = 0,06 m internamente em relação à borda de um…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Um bebê de massa m = 8,0 kg tem o centro de massa projetado a e = 0,06 m internamente em relação à borda de um suporte. Um empurrão horizontal aplicado no tronco a h = 0,20 m acima da borda tende a provocar o giro sobre a borda. Determine a força horizontal mínima Fmin que gera torque suficiente para vencer o momento de peso, usando t = F·d e peso Wg = m·g atuando na distância e (g = 10 m/s²). Indique direção da força.

A) Fmin = 24 N, aplicada para trás.
B) Fmin = 0 N; não é necessário empurrar.
C) Fmin = 48 N, aplicada para trás.
D) Fmin = 18 N, aplicada para frente.
E) Fmin = 24 N, aplicada para frente (horizontal).

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Calcular o peso do bebê. Wg = m·g = 8,0 kg × 10 m/s² = 80 N. Passo 2: Calcular o momento (torque) do peso em relação à borda. O peso atua a e = 0,06 m da borda, do lado interno do suporte, então t_peso = 80 × 0,06 = 4,8 N·m. Esse torque tende a manter o bebê apoiado, puxando o corpo para trás, em direção ao suporte. Passo 3: Calcular a força mínima. Para vencer esse momento, a força horizontal aplicada a h = 0,20 m acima da borda precisa gerar torque igual a 4,8 N·m: F × 0,20 = 4,8, logo F = 24 N. Passo 4: Determinar a direção. Para provocar o giro sobre a borda, o empurrão deve ser para frente, ou seja, no sentido oposto ao torque do peso, que tende a recolocar o corpo sobre o suporte. Portanto a força mínima é de 24 N, aplicada para frente (horizontal). Passo 5: Por que as outras estão erradas. A alternativa A está errada porque o empurrão para trás produz torque no mesmo sentido do peso, somando-se a ele em vez de vencê-lo. A alternativa B está errada porque ignora o momento do peso, que precisa ser vencido. A alternativa C está errada porque usa uma distância ou fator incorretos, o que dobra o valor calculado. A alternativa D está errada porque o valor 18 N resulta de um cálculo com massa ou peso incorretos, embora a direção para frente esteja certa. Gabarito oficial (E) confirmado pela resolução.

💡 Dica: Calcule o torque do peso e iguale ao torque da força aplicada.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

O aluno acerta o valor numérico de 24 N, mas considera que a força deve atuar para trás, somando seu torque ao do peso. Ele não percebe que a força precisa ter sentido contrário ao torque do peso para vencê-lo.

B Erradaerro: Interpretação

O aluno supõe que, como o centro de massa está internamente à borda, o bebê já está em equilíbrio estável e não precisa de força. Ele não considera que o empurrão é justamente o que vence o momento do peso para provocar o giro.

C Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno calcula o torque corretamente, mas divide ou multiplica por uma distância errada, por exemplo usando 0,10 m em vez de 0,20 m, obtendo 48 N. Ele aplica a relação F = t/d com o d errado.

Por que engana: Confundir a direção da força, aplicando-a para trás ao invés de para frente, o que não gera o torque necessário.

D Erradaerro: Atenção

O aluno identifica corretamente a direção para frente, mas usa um valor errado do peso, como massa de 6 kg em vez de 8 kg, o que leva a 18 N. Há descuido com os dados do enunciado.

E Correta

Equilíbrio de torques: Fmin·0,20 = m·g·0,06 ? Fmin = (8·10·0,06)/0,20 = 24 N. Força horizontal para frente produz torque que vence o momento do peso.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Analisar

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

torque e força

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

torque e força · momento de peso

📚 Reveja

Revisar os conceitos de torque e força em equilíbrio.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a direção da força, aplicando-a para trás ao invés de para frente, o que não gera o torque necessário.

🌎 Tema transversal

saude

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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