Em uma projeção de quadril, o oponente tem massa m = 60,0 kg e seu centro de massa está a r_cm = 0,25 m do…
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
Em uma projeção de quadril, o oponente tem massa m = 60,0 kg e seu centro de massa está a r_cm = 0,25 m do eixo de rotação no ponto de contato. Para iniciar a rotação, o praticante aplica uma força horizontal F perpendicular a uma alavanca de comprimento r = 0,80 m. Considere g = 10 m/s². Determine o menor valor de F tal que o torque aplicado t = r·F supere o torque peso t_peso = m·g·r_cm.
- A) F_min = 300 N
- B) F_min = 150 N
- C) F_min = 200 N
- D) F_min ˜ 188 N (187,5 N).
- E) F_min = 100 N
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcule o torque do peso em relação ao eixo de rotação. Torque_peso = m · g · r_cm = 60,0 · 10 · 0,25 = 150 N·m.
- Escreva a condição para que o torque aplicado supere o torque peso. Torque_aplicado = r · F = 0,80 · F, e devemos ter 0,80 · F > 150.
- Isole F. F > 150 / 0,80, ou seja, F > 187,5 N. Como o enunciado pede o menor valor, F_min = 187,5 N, que corresponde a aproximadamente 188 N.
- Compare com as alternativas. A alternativa D traz exatamente 187,5 N (aproximadamente 188 N), o que coincide com o resultado obtido. O gabarito oficial D está correto.
- Por que as outras estão erradas. A (300 N) corresponderia a dividir o torque por 0,50 m, um braço que não está no enunciado. B (150 N) esquece de dividir o torque pelo comprimento da alavanca, confundindo força com torque. C (200 N) é uma aproximação grosseira de 187,5 N, pois a questão pede o valor mínimo exato. E (100 N) resulta de uma divisão do torque por um braço maior que o real, não respeitando r = 0,80 m.
💡 Dica: Calcule o torque do peso e iguale ao torque da força aplicada.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula corretamente o torque do peso (150 N·m), mas divide esse valor por um braço de 0,50 m, que não corresponde ao comprimento real da alavanca de 0,80 m.
O aluno iguala a força ao próprio valor do torque do peso (150 N·m), esquecendo de dividir pelo comprimento da alavanca e confundindo grandezas de torque com força.
O aluno chega à ordem de grandeza correta, mas arredonda 187,5 N para 200 N, perdendo a precisão exigida para o valor mínimo; alternativamente pode ter usado um braço aproximado de 0,75 m.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre torque e força, calculando o torque peso de forma incorreta e, assim, escolhendo um valor de força menor do que o necessário.
t_peso = m·g·r_cm = 60·10·0,25 = 150 N·m; F_min = t_peso/r = 150/0,80 = 187,5 N ˜ 188 N.
O aluno divide o torque do peso por um braço maior do que o da questão, subestimando a força necessária, o que indica que não relacionou corretamente r = 0,80 m à equação do torque.
Raio-X da questão
torque e força
avaliacao
torque e força · equilíbrio de forças
Revisar os conceitos de torque e suas aplicações em física.
O aluno pode confundir a relação entre torque e força, calculando o torque peso de forma incorreta e, assim, escolhendo um valor de força menor do que o necessário.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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