Uma barra uniforme, de 1,40 m de altura e 40 kg de massa, está deitada e gira em torno dos pés. Qual torque…
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
Uma barra uniforme, de 1,40 m de altura e 40 kg de massa, está deitada e gira em torno dos pés. Qual torque mínimo é necessário para começar a levantá-la? Use g = 10 m/s² e torque = distância × força.
- A) 280 N·m
- B) 210 N·m
- C) 160 N·m
- D) 400 N·m
- E) 350 N·m
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Resolvi por conta própria. O torque é medido em relação ao pé da barra, que é o eixo de rotação. O torque mínimo para começar a levantar é aquele em que a força aplicada está no ponto onde o peso atua, pois o peso é a única força que tenta manter a barra deitada.
- O peso da barra é P = m × g = 40 × 10 = 400 N.
- Como a barra é uniforme, seu peso atua no centro de massa, que fica no meio do comprimento. Logo, a distância até o pé é 1,40 / 2 = 0,70 m.
- Torque = distância × força = 0,70 × 400 = 280 N·m.
- Conclusão: a alternativa correta é a A, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: a B (210 N·m) corresponderia a uma força de 300 N ou a um braço de 0,525 m, valores que não aparecem no enunciado; a C (160 N·m) usaria um braço de 0,40 m, sem relação com a geometria da barra; a D (400 N·m) é apenas o peso, sem multiplicar pela distância; a E (350 N·m) implicaria um braço de 0,875 m, também sem justificativa no enunciado.
💡 Dica: Use o centro de massa da barra como braço de alavanca e multiplique pelo peso.
Alternativa por alternativa
Com a barra deitada, o centro de massa fica a 0,70 m dos pés. O peso é 400 N; então, o torque é 400 × 0,70 = 280 N·m.
Provavelmente errou o cálculo do peso, usando uma força de 300 N (como se a massa fosse 30 kg), ou escolheu um braço de alavanca de 0,525 m sem base geométrica.
Provavelmente tomou 0,40 m como distância do ponto de aplicação do peso ao pé, sem relação com o centro de massa da barra de 1,40 m.
Calculou apenas a força peso (40 × 10 = 400 N) e não multiplicou pela distância, confundindo torque com força.
Por que engana: Usar o comprimento total da barra como braço de alavanca, em vez da distância do eixo aos pés ao centro de massa, que corresponde à metade da altura.
Provavelmente usou uma distância de 0,875 m ou uma massa incorreta na multiplicação, sem base no enunciado.
Raio-X da questão
Torque e braço de alavanca
avaliacao
Peso como força gravitacional · Centro de massa de barra uniforme
Revise o cálculo do torque de uma força aplicada em relação ao eixo de rotação e a localização do centro de massa de uma barra uniforme.
Usar o comprimento total da barra como braço de alavanca, em vez da distância do eixo aos pés ao centro de massa, que corresponde à metade da altura.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
abstrato
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