Educação FísicaBebês (0-1a6m)Média⏱ medio

Um bebê sentado de massa m = 9,0 kg tende a tombar para frente sobre um apoio; seu centro de massa exerce uma…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Um bebê sentado de massa m = 9,0 kg tende a tombar para frente sobre um apoio; seu centro de massa exerce uma força peso mg a uma distância r_peso = 0,05 m à frente do ponto de apoio. Um cuidador aplica uma força vertical de apoio F_aplicada a uma distância r_aplica = 0,15 m atrás do ponto de apoio para manter equilíbrio rotacional. Usando g = 10 m/s² e t = r·F, qual é a intensidade mínima de F_aplicada necessária para equilibrar o torque?

A) F_aplicada = m·g·r_aplica = 9·10·0,15 = 13,5 N.
B) F_aplicada = m·g·2 = 9·10·2 = 180 N.
C) F_aplicada = m·g·(r_aplica/r_peso) = 9·10·(0,15/0,05) = 27 N.
D) Equilíbrio de torques: F_aplicada = m·g·(r_peso / r_aplica) = 9·10·(0,05 / 0,15) = 30 N.
E) F_aplicada = m·g = 9·10 = 90 N.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Identifique o peso do bebê. P = m·g = 9,0 · 10 = 90 N, aplicado no centro de massa, a 0,05 m à frente do apoio. Passo 2: Calcule o torque do peso em relação ao ponto de apoio. t_peso = P · r_peso = 90 · 0,05 = 4,5 N·m. Esse torque tende a fazer o bebê tombar para frente. Passo 3: Para o equilíbrio rotacional, o torque da força aplicada, a 0,15 m atrás do apoio, deve ter o mesmo módulo e sentido oposto: F_aplicada · r_aplica = 4,5 N·m. Passo 4: Isole a força: F_aplicada = 4,5 / 0,15 = 30 N. Equivalentemente, F_aplicada = m·g·(r_peso / r_aplica) = 90 · (0,05 / 0,15) = 30 N. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A) inverte a razão entre os braços de alavanca, multiplicando pelo braço da força aplicada, o que daria 13,5 N; B) usa um valor de 2 m que não aparece no enunciado; C) inverte a razão dos braços, o que daria 27 N; E) ignora os braços de alavanca e iguala a força de apoio ao peso, o que não garante equilíbrio de torques. O gabarito oficial D está correto.

💡 Dica: Calcule o torque gerado por cada força e iguale-os para encontrar F_aplicada.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno multiplica o peso pelo braço da força aplicada (0,15 m), quando deveria dividir o torque do peso pelo braço da força aplicada. Assim, inverte a relação entre os braços de alavanca.

B Erradaerro: Interpretação

O aluno usa um fator 2 que não aparece no enunciado, talvez confundindo alguma distância ou multiplicando sem base física. Não há justificativa para esse valor no cálculo do torque.

C Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno calcula corretamente a ideia de torques, mas coloca a razão dos braços invertida, achando que o braço maior exige força maior. Na verdade, quanto maior o braço da força aplicada, menor a força necessária.

Por que engana: Confundir a relação entre as distâncias e as forças, aplicando a fórmula de forma incorreta.

D Correta

Para não haver rotação, torques se anulam: F_aplicada·r_aplica = (m·g)·r_peso ? F_aplicada = m·g·(r_peso/r_aplica) = 9·10·(1/3)=30 N.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno acha que, para sustentar o bebê, basta uma força igual ao peso, sem considerar as distâncias ao ponto de apoio. Isso é uma intuição do dia a dia que ignora o conceito de torque.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

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

equilíbrio rotacional

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

torque e equilíbrio · força e massa

📚 Reveja

Revisar os conceitos de torque e equilíbrio em sistemas físicos.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre as distâncias e as forças, aplicando a fórmula de forma incorreta.

🌎 Tema transversal

saude

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog