Física1ª sérieBNCC EM13CNT101Fácil⏱ medio

Durante uma sequência de salão, um parceiro aplica uma força horizontal constante F = 30 N sobre a parceira de…

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

Durante uma sequência de salão, um parceiro aplica uma força horizontal constante F = 30 N sobre a parceira de massa m = 50 kg. Para que a parceira não deslize, qual é o coeficiente de atrito estático mínimo µ_s entre o sapato e o piso? Use g = 10 m/s² e considere N = m·g.

A) µ_s = 1,0
B) µ_s = 0,03
C) µ_s = 0,10
D) µ_s = 0,15
E) µ_s = 0,06 (adimensional).

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Identifique as forças na direção horizontal. O parceiro empurra com F = 30 N, e a força de atrito estático f_at, no sentido oposto, deve equilibrar essa força para que a parceira não deslize. Logo, f_at = 30 N no limite.
Na vertical, o peso P = m·g = 50 × 10 = 500 N é equilibrado pela normal, então N = 500 N.
O atrito estático é limitado por f_at ≤ µ_s·N. Para não deslizar, precisamos de µ_s ≥ f_at/N = 30/500 = 0,06.
Portanto, o coeficiente mínimo é µ_s = 0,06, que é adimensional, pois é a razão entre duas forças. A alternativa E está correta, e o gabarito oficial está coerente com a resolução.
Por que as outras estão erradas: A (1,0) exigiria atrito máximo igual ao peso, o que não é necessário aqui; B (0,03) surge se a força de atrito for dividida por 2 sem justificativa; C (0,10) resulta de confundir a massa com a força aplicada; D (0,15) não corresponde à razão entre 30 N e 500 N.

💡 Dica: Calcule a força normal e use a fórmula do atrito.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Considera que a normal é igual à força horizontal aplicada (N = 30 N), ou que o atrito precisa igualar o peso. Assim, a razão fica 30/30 = 1.

B Erradaerro: Procedimental

Divide a força de atrito por dois, supondo que ela se distribui entre os dois pés sem que o enunciado diga isso. Assim obtém 15/500 = 0,03.

C Erradaerro: Conceitual

Usa a massa de 50 kg no lugar da força aplicada, calculando m/(m·g) = 1/g = 0,10. Ignora que a força exigida é os 30 N dados.

D Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Erra o cálculo da razão ou da normal, por exemplo obtendo 30/200 = 0,15 ao usar um valor incorreto para o produto m·g. Não segue o método µ_s = f/N com N = m·g.

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre força e massa, calculando o coeficiente de atrito de forma incorreta ao não considerar a força normal corretamente.

E Correta

Fricção máxima estática F_f = µ_s·N com N = m·g ? µ_s = F/(m·g) = 30/(50·10) = 0,06. Unidade adimensional.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

coeficiente de atrito

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

coeficiente de atrito · força e massa

📚 Reveja

Revisar a relação entre força de atrito e força normal.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre força e massa, calculando o coeficiente de atrito de forma incorreta ao não considerar a força normal corretamente.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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