Para provocar a perda de equilíbrio lateralmente, um praticante aplica uma força horizontal F ao tronco de um…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Para provocar a perda de equilíbrio lateralmente, um praticante aplica uma força horizontal F ao tronco de um oponente de massa m = 30,0 kg cujo centro de massa está a h_cm = 0,70 m acima do solo. A base de apoio tem largura b = 0,22 m; o pivô de tombamento é a borda do pé, braço de peso = b/2. Usando torque t = F·h_cm e t_peso = m·g·(b/2) com g = 10 m/s², calcule a mínima F para iniciar o tombamento.
- A) F_min = m·g·(b/2)/h_cm = 30·10·0,11/0,70 ˜ 52 N.
- B) F_min = 30·10·0,22/0,70 ˜ 63 N.
- C) F_min = 15 N.
- D) F_min = 60 N.
- E) F_min = 40 N.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o equilíbrio de torques. A força F, aplicada a h_cm = 0,70 m do solo, tende a girar o corpo em torno da borda do pé (pivô). O peso m·g atua no centro de massa, com braço de alavanca b/2 = 0,11 m. O tombamento começa quando o torque da força F iguala o torque do peso, em sentido oposto.
- Monte a igualdade F·h_cm = m·g·(b/2). Isolando F, obtém-se F = m·g·(b/2)/h_cm.
- Substitua os valores. m·g·(b/2) = 30,0 × 10 × 0,11 = 33 N·m. Então F = 33/0,70, que é aproximadamente 47 N.
- Compare com as alternativas. A expressão da alternativa A é exatamente a fórmula correta, e seu valor numérico é o mais próximo do resultado. No entanto, a alternativa A informa cerca de 52 N, que é um erro de cálculo: 33/0,70 não dá 52. Ou seja, o gabarito acerta a fórmula, mas o valor numérico escrito está errado. Como nenhuma alternativa traz 47 N, A é a escolha mais coerente.
- Analise as demais. A alternativa B usa a largura total b em vez de b/2, dobrando o braço do peso e gerando um valor que não corresponde ao torque correto. A alternativa C (15 N) é uma força pequena demais, pois o torque de F ao nível de 0,70 m não compensa o peso de 300 N com braço de 0,11 m. A alternativa D (60 N) não resulta de nenhuma relação entre os dados do enunciado. A alternativa E (40 N) também não corresponde ao cálculo de torques com os valores fornecidos.
💡 Dica: Calcule o torque da força e do peso para encontrar F.
Alternativa por alternativa
Equilíbrio rota quando torque do empurre excede o torque do peso: F·h_cm > m g (b/2). Substituindo valores: F = (30·10·0,11)/0,70 ˜ 51,9 ˜ 52 N.
O aluno usa a largura total da base (0,22 m) como braço do peso, em vez de metade dela, que é a distância entre o centro de massa e a borda do pé.
Por que engana: Confundir a aplicação da força com a altura do centro de massa, resultando em um cálculo incorreto do torque.
O aluno acredita que uma força pequena basta para derrubar alguém, por intuição do dia a dia, sem comparar os torques do peso e da força aplicada.
O aluno chega a um valor sem aplicar corretamente a relação entre torques, possivelmente estimando a força como uma fração do peso sem considerar o braço de alavanca.
O aluno escolhe um valor intermediário sem montar a igualdade de torques F·h_cm = m·g·(b/2), tratando o problema de forma aproximada e não quantitativa.
Raio-X da questão
torque e equilíbrio
avaliacao
torque e equilíbrio · forças e movimentos
Revisar os conceitos de torque e equilíbrio em sistemas físicos.
Confundir a aplicação da força com a altura do centro de massa, resultando em um cálculo incorreto do torque.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Para desequilibrar um oponente de massa 70 kg cuja base de apoio tem largura b = 0,40 m, um praticante aplica uma força…
- Em uma ação de desequilíbrio, um praticante de massa m = 70 kg recebe uma força horizontal F aplicada a h = 1,00 m acima…
- Um lutador de massa m = 60 kg tem o centro de massa a altura h = 1,00 m acima do solo; sua base de apoio tem largura b =…
- Um lutador aplica uma força horizontal F no ombro de um oponente de massa m = 80 kg e altura de aplicação h = 1,20 m…
- Um praticante de luta com massa m = 25,0 kg mantém-se em pé com distância entre as linhas de apoio dos pés d = 0,30 m…
- Para tombar um oponente de massa m = 70 kg aplica-se força horizontal F a h = 1,0 m; a distância horizontal do centro de…
🔎 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