Para iniciar um giro, o líder aplica um torque constante t = 4,0 N·m sobre o corpo do parceiro com momento de…
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
Para iniciar um giro, o líder aplica um torque constante t = 4,0 N·m sobre o corpo do parceiro com momento de inércia I = 1,60 kg·m². Partindo do repouso, quanto tempo é necessário para o parceiro alcançar velocidade angular ? = 3,00 rad/s? Use a = t/I e ? = a·t.
- A) t = 1,5 s
- B) t = 4,0 s
- C) t = 2,0 s
- D) t = 1,20 s
- E) t = 0,8 s
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Torque t = 4,0 N·m, momento de inércia I = 1,60 kg·m², velocidade angular final ω = 3,00 rad/s e velocidade angular inicial zero, pois o parceiro parte do repouso. Os símbolos da velocidade angular (ω) e da aceleração angular (α) aparecem no enunciado como '?' por problema de digitação, mas o sentido da questão é claro.
- Calcule a aceleração angular usando a = t/I. Temos α = 4,0 / 1,60 = 2,5 rad/s².
- Use a relação ω = α·t, isolando o tempo: t = ω / α. Temos t = 3,00 / 2,5 = 1,20 s.
- Compare com o gabarito oficial. O resultado obtido, 1,20 s, coincide com a alternativa D, que é o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (1,5 s) resulta de arredondar indevidamente a aceleração para 2 rad/s². B (4,0 s) confunde o valor do torque com o tempo. C (2,0 s) decorre de uma aceleração errada, sem o cálculo correto de t/I. E (0,8 s) resulta de inverter a relação entre as grandezas, o que não respeita a fórmula ω = α·t.
💡 Dica: Calcule a aceleração angular e depois o tempo necessário.
Alternativa por alternativa
Provavelmente arredondou a aceleração angular de 2,5 rad/s² para 2 rad/s² antes de dividir a velocidade, obtendo 3,00/2 = 1,5 s.
Confundiu o símbolo t do torque (4,0 N·m) com o símbolo t do tempo, tomando o valor do torque como resposta do tempo pedido.
Calculou a aceleração angular de forma incorreta, usando um valor próximo de 1,5 rad/s², e então dividiu a velocidade final por esse valor, obtendo 2,0 s.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre torque e aceleração angular, aplicando a fórmula de forma incorreta.
a = t/I = 4,0 / 1,60 = 2,5 rad/s²; t = ?/a = 3,00 / 2,5 = 1,20 s.
Inverteu a relação entre torque, momento de inércia e velocidade, aplicando uma fórmula que não corresponde a ω = α·t com α = t/I.
Raio-X da questão
torque e momento de inércia
avaliacao
torque e momento de inércia · cinematica angular
Revisar as fórmulas de torque e movimento rotacional.
O aluno pode confundir a relação entre torque e aceleração angular, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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