Física1ª sérieBNCC EM13CNT301Fácil⏱ medio

Uma mola vertical com constante elástica k = 200 N/m sustenta em equilíbrio um bloco de massa m = 4,00 kg…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT301

Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma mola vertical com constante elástica k = 200 N/m sustenta em equilíbrio um bloco de massa m = 4,00 kg, produzindo um alongamento x = 0,200 m. Usando F = k·x (N) e peso P = m·g (N) com g = ? (m/s²), determine o valor de g obtido experimentalmente.

A) g = 15,0 m/s²
B) g = 9,0 m/s²
C) g = 5,0 m/s²
D) g = k·x / m = (200 N/m · 0,200 m) / 4,00 kg = 10,0 m/s²
E) g = 20,0 m/s²

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Na situação de equilíbrio, a força elástica da mola equilibra o peso do bloco, então F = P.
Calcule a força elástica com F = k·x = 200 N/m · 0,200 m = 40 N.
Calcule o peso em função de g com P = m·g. Igualando às forças, m·g = 40 N.
Isole g: g = 40 N / 4,00 kg = 10,0 m/s². Esse é o valor de g obtido experimentalmente.
Conferindo as alternativas erradas. A) 15,0 m/s² não corresponde a 40/4; o valor de 15 exigiria uma força de 60 N. B) 9,0 m/s² não resulta de nenhuma divisão de 40 N por 4 kg; é apenas um valor próximo do g tabelado. C) 5,0 m/s² resultaria de uma força de 20 N, o que não condiz com k=200 N/m e x=0,200 m. E) 20,0 m/s² exigiria uma força de 80 N, dobro da força elástica real.
A alternativa D apresenta a expressão correta g = k·x / m e o resultado 10,0 m/s², coincidindo com o gabarito oficial.

💡 Dica: Calcule o peso e iguale à força da mola para encontrar g.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente errou o cálculo de k·x, chegando a uma força de 60 N, e depois dividiu por 4 kg, obtendo 15 m/s².

B Erradaerro: Senso comuma que mais engana

O aluno pode ter apenas lembrado que g é aproximadamente 9,8 m/s² e escolhido o valor mais próximo, sem fazer o cálculo com os dados do enunciado.

Por que engana: Confundir a relação entre a força da mola e o peso, utilizando valores incorretos para calcular g.

C Erradaerro: Atenção

O aluno provavelmente usou um valor errado de alongamento (0,100 m em vez de 0,200 m) ou dividiu k·x por 2 antes de dividir pela massa, obtendo 20 N e depois 5 m/s².

D Correta

No equilíbrio vertical: soma das forças nula ? k·x - m·g = 0 ? m·g = k·x ? g = k·x/m. Substituindo k=200 N/m, x=0,200 m e m=4,00 kg obtém-se 10,0 m/s².

E Erradaerro: Conceitual

O aluno provavelmente multiplicou a força elástica por 2 (por exemplo, aplicando 2·k·x), obtendo 80 N e depois 20 m/s².

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Lembrar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade dupla

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

🎯 Conceito central

força da mola e peso

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força da mola · peso

📚 Reveja

Revisar a relação entre força, massa e aceleração da gravidade.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre a força da mola e o peso, utilizando valores incorretos para calcular g.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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