Educação FísicaCrianças pequenas (4a-5a11m)Difícil⏱ medio

Numa figura de dança, uma criança (m = 12,0 kg) fica apoiada em uma borda do pé; o centro de massa está…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Numa figura de dança, uma criança (m = 12,0 kg) fica apoiada em uma borda do pé; o centro de massa está deslocado horizontalmente x = 0,040 m em relação ao ponto de apoio (tendendo a tombar). Um cuidador aplica força horizontal F de estabilização ao nível h = 0,50 m gerando torque estabilizador t = F·h. Determine a força mínima F_min para impedir o tombamento usando mg·x = F·h (g = 10 m/s²).

A) F_min = m·g·x/h = 9,6 N
B) F_min = 0,5·m·g·x ˜ 6 N
C) F_min = m·g·x/h² = 19,2 N
D) F_min = mg·x = 4,8 N
E) F_min = m·g/h = 24 N

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identificar o equilíbrio de torques. O peso da criança, mg, atua com braço de alavanca x em relação ao apoio, tendendo a tombá-la. A força de estabilização F atua ao nível h, com braço de alavanca h. Para impedir o tombamento, o torque estabilizador deve igualar o torque de tombamento: F·h = m·g·x.
Substituir os dados. m·g·x = 12,0 × 10 × 0,040 = 4,8 N·m.
Isolar F. F_min = m·g·x / h = 4,8 / 0,50 = 9,6 N. Logo, a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas. B usa o fator 0,5 no lugar da divisão por h, e mesmo assim o valor indicado (6 N) não corresponde a 0,5·m·g·x. C divide por h², quando o braço de alavanca é h e não h ao quadrado. D ignora o braço de alavanca h e iguala a força ao produto mgx, o que não tem unidade de força. E divide o peso por h e ignora o deslocamento x do centro de massa; além disso, mg/h = 120/0.5 = 240 N, e não 24 N.

💡 Dica: Aplique a fórmula mg·x = F·h para encontrar F_min.

Alternativa por alternativa

A Correta

m·g·x = 12·10·0,040 = 4,8 N·m; F_min = 4,8/0,50 = 9,6 N.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno trata o fator 0,5 como se substituísse a divisão pelo braço de alavanca e, ao calcular, obtém um valor numérico inconsistente com a expressão indicada.

Por que engana: Confundir a relação entre força e torque, aplicando a fórmula de forma incorreta e não considerando a altura do ponto de aplicação da força.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que o braço de alavanca aparece elevado ao quadrado na equação de torque, e por isso divide por h² em vez de h.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno esquece que o torque estabilizador depende da distância h até o ponto de aplicação da força e iguala F diretamente ao produto m·g·x, que é um torque e não uma força.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno considera apenas o peso dividido pela altura, ignorando o deslocamento horizontal x do centro de massa que gera o torque de tombamento; também erra a conta, pois mg/h daria 240 N.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Avaliar

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

torque e equilíbrio

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

torque e equilíbrio · força e massa

📚 Reveja

Revisar conceitos de torque e equilíbrio em sistemas físicos.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre força e torque, aplicando a fórmula de forma incorreta e não considerando a altura do ponto de aplicação da força.

🌎 Tema transversal

saude

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cotidiano

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