Uma criança de massa m = 18 kg realiza: (A) ginástica de conscientização: elevação vertical com velocidade…

Questão

Uma criança de massa m = 18 kg realiza: (A) ginástica de conscientização: elevação vertical com velocidade constante (movimento sem aceleração média); (B) ginástica de condicionamento: aceleração média ascendente a = 1,50 m/s² durante t = 0,20 s. Use g = 10 m/s². Calcule a força média total F em (A) e em (B) e compare numericamente.

1. A) F_A = 0 N porque velocidade constante significa ausência de força.
2. B) F_A = m·g = 180 N; F_B = m·(g+a) = 18·(10+1,5) = 207 N. A modalidade de condicionamento pede força média maior por 27 N.
3. C) F_B = m·a = 27 N (essa é a força total durante aceleração).
4. D) F_B = m(g-a) = 153 N, pois subtrai-se a aceleração.
5. E) Invertendo: F_A = 207 N e F_B = 180 N (os casos foram trocados).

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Identifique as forças verticais sobre a criança: o peso P = m·g, de módulo para baixo, e a força média F aplicada pelo chão ou pelo equipamento, para cima. Adote como positivo o sentido para cima.
2. Em (A), a velocidade é constante, portanto a aceleração média é zero. Pela segunda lei de Newton, a força resultante é nula, então F − m·g = 0 e F = m·g = 18 × 10 = 180 N. Ausência de aceleração não significa ausência de força: a força precisa equilibrar o peso.
3. Em (B), a aceleração média é ascendente, a = 1,50 m/s². A resultante vale m·a, com sentido para cima. Logo F − m·g = m·a, ou seja, F = m·(g + a) = 18 × (10 + 1,5) = 18 × 11,5 = 207 N.
4. Comparação numérica: 207 N − 180 N = 27 N. Em (B) a força média total é maior em 27 N, que é exatamente m·a = 18 × 1,5 = 27 N, a parcela extra necessária para acelerar a criança. O tempo t = 0,20 s não altera o valor da força média, pois ele seria usado apenas para calcular a variação de velocidade ou o impulso.
5. Por que as outras estão erradas: A afirma que velocidade constante exige força nula, o que ignora o peso; C toma apenas a resultante m·a e a chama de força total, esquecendo o peso; D subtrai a aceleração quando ela deveria ser somada, pois o movimento é para cima; E inverte os casos, atribuindo 207 N a (A) quando o correto é 180 N em (A).

💡 Dica: Calcule a força usando F = m * a.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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