Física3ª sérieBNCC EM13CNT101Média⏱ longo

Ao executar um movimento de 'dip', o(a) seguidor(a) de massa m = 50 kg desloca seu centro de massa…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

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

Ao executar um movimento de 'dip', o(a) seguidor(a) de massa m = 50 kg desloca seu centro de massa horizontalmente x = 0,30 m em relação ao ponto de apoio do(a) líder. Usando g = 10 m/s², explique como calcular o torque gravitacional t = m g x (N·m) que tende a girar o par e descreva as medidas físicas e o cálculo numérico que o(a) líder deve empregar para aplicar um contra-torque igual e manter o equilíbrio. Discuta também como aumentar ou diminuir x e variar o ponto de aplicação da força do(a) líder altera a força exigida.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Modelo de resposta: O torque gravitacional em relação ao ponto de apoio do(a) líder é t = m g x. Substituindo m = 50 kg, g = 10 m/s² e x = 0,30 m: t = 50·10·0,30 = 150 N·m (tendência a girar no sentido do deslocamento). Para equilibrar, o(a) líder deve aplicar um contra-torque igual e oposto. Se a força vertical de apoio F é aplicada com braço de alavanca r (m), então F = t / r. Ex.: se r = 0,50 m (distância entre ponto de aplicação da força do líder e o eixo de rotação), F = 150/0,50 = 300 N para cima. Estratégias físicas: aumentar r (ponto de aplicação mais distante do eixo) reduz F; reduzir x reduz t e, portanto, F; aplicar forças distribuídas (mão + apoio no tronco) divide a carga; garantir atrito suficiente e posição dos pés para evitar deslizamento (força de atrito = µ N). Segurança e técnica: comunicar movimentos, manter coluna alinhada e controlar centros de massa evita picos de torque; ajuste do apoio e posicionamento reduz o esforço necessário e previne lesões.

Explicação

A explicação aborda o cálculo do torque gravitacional e a necessidade de um contra-torque para manter o equilíbrio, utilizando a relação entre força, braço de alavanca e torque. Além disso, discute como variações em x e no ponto de aplicação da força influenciam a força exigida, oferecendo estratégias para otimizar a técnica e prevenir lesões. Essa abordagem integra conceitos de física com práticas de segurança e comunicação entre os parceiros durante o movimento.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Avaliar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

torque gravitacional

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

torque e equilíbrio · forças e movimentos

📚 Reveja

Revisar conceitos de torque e equilíbrio em sistemas físicos.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir o conceito de torque com força, não considerando a distância do ponto de apoio ao calcular o torque gravitacional.

🌎 Tema transversal

saude

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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