Casal dança deslizando sobre piso com coeficiente de atrito cinético µ = 0,20. A massa combinada é m = 80 kg…
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
Casal dança deslizando sobre piso com coeficiente de atrito cinético µ = 0,20. A massa combinada é m = 80 kg; uma força horizontal aplicada é F = 200 N. Calcule a aceleração horizontal a (m/s²). Use g = 10 m/s² e a = (F - µ·m·g)/m.
- A) a = 2 m/s² para a direita.
- B) a = 0,25 m/s² para a direita.
- C) a = 0,5 m/s² para a direita.
- D) a = 4 m/s² para a direita.
- E) a = 1 m/s² para a esquerda.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique as forças na direção horizontal. A força aplicada F = 200 N atua para a direita, pois é o sentido que as alternativas indicam (o enunciado não traz a direção de F explicitamente, mas a análise assume essa direção). O atrito cinético se opõe ao movimento, portanto atua para a esquerda.
- Calcule a força de atrito cinético: Fat = µ·m·g = 0,20 × 80 × 10 = 160 N.
- Calcule a força resultante: Fr = F - Fat = 200 - 160 = 40 N, no sentido para a direita.
- Aplique a Segunda Lei de Newton: a = Fr / m = 40 / 80 = 0,5 m/s², para a direita. Esse resultado confirma a alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (2 m/s²) corresponde apenas a µ·g, ignorando a força aplicada. B (0,25 m/s²) resulta de dividir a resultante 40 N pelo atrito 160 N, em vez de dividir pela massa. D (4 m/s²) não corresponde a nenhuma montagem correta da resultante, pois exigiria uma força líquida de 320 N. E (1 m/s² para a esquerda) contraria o sentido da força aplicada, que é maior que o atrito, então o corpo acelera para a direita.
💡 Dica: Calcule a força de atrito e subtraia-a da força aplicada antes de dividir pela massa.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou apenas a aceleração associada ao atrito, µ·g = 0,20 × 10 = 2 m/s², e esqueceu de considerar a força aplicada de 200 N na resultante.
Por que engana: O aluno pode esquecer de subtrair a força de atrito da força aplicada ou confundir a força resultante com a força aplicada, obtendo uma aceleração incorreta.
O aluno encontrou corretamente a resultante de 40 N, mas dividiu pela força de atrito (160 N) em vez de dividir pela massa de 80 kg, obtendo 40/160 = 0,25 m/s².
N = m·g = 80·10 = 800 N; atrito = µN = 0,2·800 = 160 N; a = (200-160)/80 = 40/80 = 0,5 m/s².
O aluno montou a resultante de forma incorreta, obtendo um valor de 320 N (por exemplo, somando ou dobrando o atrito), e dividiu por 80 kg. Trata-se de erro na montagem da soma de forças, não de um conceito novo.
O aluno acredita que, como o atrito se opõe ao movimento, o corpo deve acelerar para o lado oposto à força aplicada. Ele confunde o sentido do atrito com o sentido da resultante, que é determinada pela força maior.
Raio-X da questão
Segunda lei de Newton
avaliacao
Força de atrito cinético · Segunda lei de Newton
Revise força de atrito cinético e a aplicação da segunda lei de Newton para determinar a aceleração.
O aluno pode esquecer de subtrair a força de atrito da força aplicada ou confundir a força resultante com a força aplicada, obtendo uma aceleração incorreta.
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tomada_decisao
cotidiano
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