Durante um giro, um par descreve um círculo de raio r = 0,60 m com velocidade tangencial v = 2,0 m/s…
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
Durante um giro, um par descreve um círculo de raio r = 0,60 m com velocidade tangencial v = 2,0 m/s. Determine o coeficiente mínimo de atrito estático µ_min para evitar deslizamento, usando a_c = v²/r e g = 10 m/s².
- A) µ_min = 0,80
- B) µ_min = 1,0
- C) µ_min = 0,67 (adimensional)
- D) µ_min = 0,50
- E) µ_min = 0,40
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique a força que produz a aceleração centrípeta. Como o par está em um giro horizontal, a única força horizontal que aponta para o centro do círculo é o atrito estático. Ele deve fornecer a força centrípeta: f_at = m·a_c. Passo 2: Calcule a aceleração centrípeta: a_c = v²/r = 2,0² / 0,60 = 4,0 / 0,60 ≈ 6,67 m/s². Passo 3: O atrito estático máximo é f_at,max = µ·N. Na horizontal, o peso é equilibrado pela normal, então N = m·g. Assim, µ·m·g ≥ m·a_c. Passo 4: A massa se cancela: µ ≥ a_c / g = 6,67 / 10 = 0,67. Passo 5: O coeficiente mínimo é µ_min ≈ 0,67, sem unidade, o que confirma a alternativa C. A alternativa A (0,80) está errada porque o valor correto de a_c/g não chega a 0,80. A alternativa B (1,0) está errada porque supõe que o atrito precisa igualar o peso, o que não é exigido para o movimento circular horizontal. A alternativa D (0,50) está errada porque não corresponde ao quociente v²/(r·g). A alternativa E (0,40) está errada porque corresponde a v²/g, ou seja, esquece o raio. Resposta final: C, em concordância com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a aceleração centrípeta e relacione com a força de atrito.
Alternativa por alternativa
Provavelmente o aluno calculou a aceleração centrípeta com um erro numérico ou usou um raio menor que 0,60 m (por exemplo 0,50 m, o que daria a_c = 8 m/s² e µ = 0,80). O raciocínio físico estava certo, mas a conta foi feita com dado errado.
Por que engana: Confundir a fórmula do coeficiente de atrito com a fórmula da força centrípeta, resultando em um valor incorreto.
O aluno acredita que o atrito deve igualar o peso (µ·m·g = m·g), confundindo o equilíbrio vertical com a exigência de força centrípeta na horizontal, e por isso chega a µ = 1.
Força centrípeta m·v²/r deve ser = µ·m·g ? µ_min = v²/(r·g) = 4/(0,6·10)=0,6667 ˜0,67.
O aluno errou o cálculo da aceleração centrípeta, obtendo um valor próximo de 5 m/s², e depois dividiu por g = 10 m/s², chegando a 0,50. Ele aplicou corretamente a relação µ ≥ a_c/g, mas com a_c incorreto.
O aluno calcula v²/g = 4/10 = 0,40 e esquece de dividir pelo raio, ou seja, ignora que a aceleração centrípeta depende de r (a_c = v²/r).
Raio-X da questão
coeficiente de atrito
avaliacao
coeficiente de atrito · movimento circular
Revisar a relação entre força de atrito e aceleração centrípeta.
Confundir a fórmula do coeficiente de atrito com a fórmula da força centrípeta, resultando em um valor incorreto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Durante uma figura circular, uma parceira de massa m = 55 kg descreve velocidade tangencial v = 2,5 m/s em raio r = 1,20…
- Durante um giro no próprio eixo, um(a) dançarino(a) move-se com velocidade tangencial v = 1,2 m/s em trajetória circular…
- (Dissertativa) Determine e explique a expressão para o coeficiente de atrito estático mínimo µ_s,min necessário para que…
- Um ciclista de aventura percorre uma curva plana de raio r = 8,0 m com velocidade v = 6,0 m/s. Qual o coeficiente mínimo…
- Um ciclista com bicicleta tem massa total m = 75 kg e faz uma curva de raio r = 10 m a velocidade v = 8,0 m/s. Qual o…
- Em uma brincadeira em que uma criança corre em círculo ao redor de um objeto fixo de raio r = 2,0 m com velocidade…
Todas as questões de Forças Específicas: Atrito, Peso, Elástica
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog