Educação FísicaCrianças bem pequenas (1a7m-3a11m)Difícil⏱ longo

(Dificuldade 3) Para evitar que a criança (m = 9,0 kg) deslize ao ser segurada contra o peito durante uma…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

(Dificuldade 3) Para evitar que a criança (m = 9,0 kg) deslize ao ser segurada contra o peito durante uma mudança rápida de direção com aceleração horizontal a = 1,8 m/s², qual a força normal mínima N que o cuidador deve aplicar de compressão (perpendicular ao corpo) supondo coeficiente de atrito estático µs = 0,35? Use força de atrito máxima Ff = µs·N e Ff = m·a.

A) Nmin = m·a/µs = 9,0·1,8/0,35 ˜ 46,3 N (aprox.).
B) Nmin = 50 N
C) Nmin = 60 N
D) Nmin = 30 N
E) Nmin = 20 N

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique as grandezas. A massa é m = 9,0 kg, a aceleração horizontal é a = 1,8 m/s² e o coeficiente de atrito estático é µs = 0,35. A força de atrito necessária para acompanhar a aceleração da criança é Ff = m·a. Passo 2: Calcule essa força: Ff = 9,0 · 1,8 = 16,2 N. Passo 3: O atrito estático máximo que o cuidador consegue gerar é Ff = µs·N, onde N é a força normal de compressão. Para não haver deslizamento, o atrito máximo deve ser pelo menos igual ao necessário: µs·N ≥ m·a. Passo 4: Isole N: N ≥ m·a / µs = 16,2 / 0,35 ≈ 46,3 N. Portanto, a força normal mínima é de aproximadamente 46,3 N, o que corresponde à alternativa A, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: B (50 N) é maior que o mínimo e só seria válida como força aplicada, não como mínima; C (60 N) também supera o mínimo calculado sem justificativa no enunciado; D (30 N) é menor que 46,3 N, então o atrito máximo seria insuficiente (0,35 · 30 = 10,5 N < 16,2 N); E (20 N) também fica abaixo do mínimo, pois 0,35 · 20 = 7 N, insuficiente para os 16,2 N necessários. Observação: o enunciado simplifica o problema considerando apenas a componente horizontal da força de atrito, como indicado pelas fórmulas dadas.

💡 Dica: Calcule a força de atrito máxima e iguale à força resultante.

Alternativa por alternativa

A Correta

Para evitar deslizamento µs·N = m·a ? N = m·a/µs. Substituindo m=9,0 kg, a=1,8 m/s² e µs=0,35 dá N ˜ 46,3 N.

B Erradaerro: Atençãoa que mais engana

Calculou corretamente que a força é próxima de 46 N, mas arredondou de forma exagerada ou aproximou o resultado para um valor redondo sem verificar se ele atende à condição de não deslizar.

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre força de atrito e força normal, aplicando a fórmula de forma incorreta.

C Erradaerro: Procedimental

Escolheu um valor redondo maior que o necessário sem fazer a divisão m·a/µs, achando que uma força maior é sempre segura o suficiente sem confirmar o mínimo.

D Erradaerro: Procedimental

Confundiu a força de atrito necessária com a normal ou usou a divisão de forma incorreta, o que levou a um valor menor que o mínimo; com N = 30 N, o atrito máximo seria apenas 10,5 N, insuficiente.

E Erradaerro: Conceitual

Tomou a força de atrito necessária (cerca de 16 N) como se fosse a própria força normal, esquecendo que o atrito é µs·N e que N precisa ser maior do que m·a para compensar o coeficiente menor que 1.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

força normal e atrito

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força normal e atrito · segunda lei de Newton

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de força de atrito e dinâmica.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre força de atrito e força normal, aplicando a fórmula de forma incorreta.

🌎 Tema transversal

saude

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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