Física1ª sérieBNCC EM13CNT101Fácil⏱ medio

Durante um treino de empurrões, um aluno de massa m = 45 kg aplica força horizontal ao oponente. O coeficiente…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

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 treino de empurrões, um aluno de massa m = 45 kg aplica força horizontal ao oponente. O coeficiente de atrito estático entre o pé do oponente e o tatame é µs = 0,60. Usando g = 10 m/s², calcule a força máxima de atrito estático (em N) que evita o deslizamento. Se a força aplicada for 150 N, o oponente desliza?

A) Força máxima de atrito estático é 450 N, pois depende apenas da massa do oponente.
B) Força máxima de atrito é 150 N, pois é igual à força aplicada pelo oponente.
C) A força de atrito máxima é 600 N, já que é o dobro do peso do oponente.
D) O oponente desliza porque 150 N é maior que 270 N.
E) Força máxima de atrito estático Fmax = µs·m·g = 0,60·45·10 = 270 N; como 150 N < 270 N, não desliza.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Identifique os dados. A massa é m = 45 kg, g = 10 m/s² e o coeficiente de atrito estático é µs = 0,60. Como o enunciado não separa massas, considero que os 45 kg são a massa sobre a qual atua a força normal no contato com o tatame, que é o caso usual deste tipo de problema. Passo 2: Calcule o peso (ou força normal, pois a superfície é horizontal): P = m·g = 45·10 = 450 N. Passo 3: Calcule a força máxima de atrito estático: Fmax = µs·N = 0,60·450 = 270 N. Passo 4: Compare com a força aplicada. Como 150 N é menor que 270 N, o atrito consegue equilibrar a força e o oponente não desliza. Passo 5: Por que as outras alternativas estão erradas. A: esquece o coeficiente µs e usa 450 N, que é o peso, não a força de atrito máxima. B: confunde atrito estático com a força aplicada; o atrito estático é uma reação que se ajusta até um valor máximo, não é igual à força aplicada. C: 600 N não corresponde ao dobro do peso, que seria 900 N, e também não sai de µs·m·g. D: inverte o critério, pois o deslizamento só ocorre se a força aplicada superar 270 N, e 150 N é menor que esse valor. Conclusão: a alternativa E é a correta e coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Calcule a força de atrito e compare com a força aplicada.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

Confunde a força de atrito máxima com o próprio peso (450 N), esquecendo de multiplicar pelo coeficiente de atrito estático. Também afirma que a força depende só da massa, ignorando µs.

B Erradaerro: Conceitual

Acredita que a força de atrito estático é sempre igual à força aplicada, ou seja, que o atrito apenas copia a força externa. Não percebe que o atrito estático é uma reação limitada por µs·N.

C Erradaerro: Procedimental

Atribui à força de atrito máxima o valor 600 N, que resulta de um erro numérico ou de unidade (por exemplo, 0,60·1000), e justifica com a ideia de dobro do peso, que está errada, pois o dobro do peso seria 900 N.

D Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

Calcula corretamente o limite de 270 N, mas inverte o critério de deslizamento, concluindo que desliza quando a força é menor que o limite. O deslizamento só ocorre quando a força aplicada supera a força de atrito máxima.

Por que engana: Confundir a força de atrito máxima com a força aplicada, acreditando que são iguais.

E Correta

A força normal N = m·g = 45·10 = 450 N. Força de atrito máxima Fmax = µs·N = 0,60·450 = 270 N. Comparando com 150 N conclui-se que a força aplicada é menor que Fmax, logo não há deslizamento.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

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 de atrito estático

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força de atrito estático · cálculo de força

📚 Reveja

Revisar a fórmula da força de atrito e suas condições de aplicação.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a força de atrito máxima com a força aplicada, acreditando que são iguais.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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