Na aula de Educação Física, duas crianças fazem uma volta juntas em uma atividade de ginástica, girando em…
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
Na aula de Educação Física, duas crianças fazem uma volta juntas em uma atividade de ginástica, girando em torno de um eixo vertical. A primeira criança tem massa de 70 kg e está a 0,50 m do eixo. A segunda tem massa de 50 kg e está a 0,90 m do eixo. Qual torque é necessário para produzir aceleração angular de 1,50 rad/s²? Use I = Smr² e t = I·a.
- A) τ = 120 N·m
- B) τ = 190,80 N·m
- C) τ = 26,25 N·m
- D) τ = 87 N·m
- E) τ = 180 N·m
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Criança 1: m1 = 70 kg e r1 = 0,50 m. Criança 2: m2 = 50 kg e r2 = 0,90 m. A aceleração angular é α = 1,50 rad/s².
- Calcule o momento de inércia do sistema, que é a soma dos momentos de cada criança (I = Smr²). Para a criança 1, m1·r1² = 70 × 0,50² = 70 × 0,25 = 17,5 kg·m². Para a criança 2, m2·r2² = 50 × 0,90² = 50 × 0,81 = 40,5 kg·m².
- Some os dois valores: I = 17,5 + 40,5 = 58 kg·m².
- Aplique t = I·α: τ = 58 × 1,50 = 87 N·m. Assim, a alternativa D está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (120 N·m) usa m·r em vez de m·r² (80 × 1,5 = 120). B (190,80 N·m) resulta de um cálculo que não corresponde a I = Smr² com os dados da questão. C (26,25 N·m) considera apenas a criança 1 (17,5 × 1,5 = 26,25), ignorando a segunda criança. E (180 N·m) soma as massas (120 kg) e multiplica por α, esquecendo de elevar o raio ao quadrado.
💡 Dica: Calcule o momento de inércia e aplique a fórmula do torque.
Alternativa por alternativa
Calculou o momento de inércia com m·r em vez de m·r², obtendo 70×0,50 + 50×0,90 = 80 kg·m e multiplicando por 1,50.
Errou o cálculo do momento de inércia ou da multiplicação, chegando a um valor sem relação com Smr² para os dados dados.
Considerou apenas a primeira criança no cálculo do momento de inércia, ignorando a segunda criança que também gira no sistema.
Calculamos o momento de inércia: I = 70·(0,50)² + 50·(0,90)² = 17,5 + 40,5 = 58 kg·m². Depois, τ = I·α = 58·1,50 = 87 N·m.
Somou as massas (120 kg) e multiplicou por α, esquecendo que o momento de inércia depende do quadrado da distância ao eixo.
Raio-X da questão
torque e momento de inércia
avaliacao
torque e momento de inércia · aceleração angular
Revisar as fórmulas de torque e momento de inércia.
Confundir a fórmula do torque com a de velocidade angular, resultando em um cálculo incorreto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Um cuidador faz o bebê (massa m = 8,5 kg) girar ao redor de um eixo vertical mantendo-o a r = 0,30 m do eixo. Para…
- Seis crianças, cada uma com massa m = 30 kg, giram de mãos dadas em círculo de raio r = 2,0 m com velocidade angular…
- Num carrossel de massa desprezível, dois alunos (m = 30 kg cada) giram a R1 = 1,50 m com ?1 = 1,20 rad/s. Eles…
- Um par tem momento de inércia combinado I = 0,90 kg·m²; um torque constante t é aplicado para aumentar ? de 0 a 4,0…
- Em aula de ginástica, um aluno segura a perna direita estendida horizontalmente. A perna tem massa de 6,0 kg e o centro…
- Um praticante de m = 70 kg sofre um torque t = 150 N·m que tende a girar seu corpo durante um arremesso. Aproximando o…
🔎 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
