Durante um chute lateral, a perna de um praticante pode ser aproximada de um movimento circular. Considere…
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
Durante um chute lateral, a perna de um praticante pode ser aproximada de um movimento circular. Considere massa efetiva de 5,0 kg, raio de 0,90 m e velocidade angular de 6,0 rad/s. Use F_c = m · r · ?². Calcule a força centrípeta necessária para manter a perna nesse movimento e indique sua direção.
- A) F_c = 32,4 N, dirigida radialmente para o centro de rotação.
- B) F_c = 162 N, dirigida radialmente para o centro de rotação.
- C) F_c = 54 N, dirigida radialmente para o centro de rotação.
- D) F_c = 180 N, dirigida radialmente para o centro de rotação.
- E) F_c = 27 N, dirigida radialmente para o centro de rotação.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. Massa m = 5,0 kg, raio r = 0,90 m e velocidade angular ω = 6,0 rad/s. A fórmula dada é F_c = m · r · ω^2.
- Calcule ω^2. ω^2 = 6,0 x 6,0 = 36 rad^2/s^2.
- Multiplique os valores. F_c = 5,0 x 0,90 x 36 = 4,5 x 36 = 162 N.
- Determine a direção. A força centrípeta é sempre dirigida radialmente para o centro da trajetória circular, pois é ela que muda continuamente a direção da velocidade e mantém a perna no movimento circular.
- Conclusão. O resultado é 162 N, dirigida radialmente para o centro de rotação, o que corresponde à alternativa B, de acordo com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (32,4 N) corresponde a 0,90 x 36, esquecendo o fator massa. C (54 N) equivale a 2 x 27, confundindo ω^2 com 2ω. D (180 N) corresponde a 5,0 x 36, ignorando o raio. E (27 N) usa ω em vez de ω^2, resultando em 5,0 x 0,90 x 6,0.
💡 Dica: Aplique a fórmula da força centrípeta diretamente.
Alternativa por alternativa
Calculou 0,90 x 6,0^2 = 32,4 N e esqueceu de multiplicar pela massa de 5,0 kg.
Aplicando a fórmula, F_c = 5,0 · 0,90 · 6,0² = 5,0 · 0,90 · 36 = 162 N. A força centrípeta sempre aponta para o centro da trajetória circular.
Tratou ω^2 como 2ω, multiplicando 5,0 x 0,90 x 2 x 6,0 = 54 N em vez de elevar a velocidade angular ao quadrado.
Multiplicou apenas a massa pelo quadrado da velocidade angular (5,0 x 36 = 180 N), ignorando o raio de 0,90 m.
Usou a velocidade angular linear (ω) em vez de ω^2, obtendo 5,0 x 0,90 x 6,0 = 27 N.
Raio-X da questão
força centrípeta
avaliacao
força centrípeta · movimento circular
Revisar a fórmula da força centrípeta e suas aplicações.
O aluno pode confundir a fórmula da força centrípeta e aplicar incorretamente os valores, resultando em um cálculo errado.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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