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Um bebê de massa m = 10,0 kg está sentado na beira de uma almofada; o centro de massa encontra-se a 0,08 m…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Um bebê de massa m = 10,0 kg está sentado na beira de uma almofada; o centro de massa encontra-se a 0,08 m para dentro da borda. Se o bebê se inclina para frente deslocando o CM 0,12 m à frente da posição inicial, a almofada tombará? Considere g = 10 m/s² e torque t = F·d.

A) Torque é irrelevante quando um corpo está em equilíbrio estático.
B) O bebê não pode se inclinar na borda da almofada.
C) Sim. O CM passa 0,04 m além da borda, gerando torque que provoca o tombamento (t = m·g·0,04 = 4,0 N·m).
D) A almofada nunca poderá tombar, independentemente do deslocamento.
E) O centro de massa só se desloca verticalmente ao se inclinar.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique a condição de tombamento. Um corpo apoiado sobre uma borda tomba quando a vertical que passa pelo centro de massa (CM) cai fora da base de apoio, ou seja, além da borda. Nesse caso, o peso gera um torque em relação à borda que faz o corpo girar para fora.
Calcule a posição do CM em relação à borda. Inicialmente o CM está a 0,08 m para dentro da borda. Ao se inclinar para frente, ele se desloca 0,12 m à frente da posição inicial. Logo, a posição final em relação à borda é 0,12 m − 0,08 m = 0,04 m além da borda.
Calcule o torque do peso em relação à borda. t = m·g·d = 10,0 × 10 × 0,04 = 4,0 N·m. Esse torque é não nulo e tende a girar a almofada para o lado de fora, portanto ela tomba.
Compare com o gabarito. A alternativa C está correta: o CM ultrapassa a borda em 0,04 m, gerando torque de 4,0 N·m que provoca o tombamento. Não há discordância com o gabarito oficial.
Por que as demais estão erradas. A: o torque é justamente o que determina se um corpo permanece em equilíbrio, então não é irrelevante. B: o bebê pode se inclinar na borda; o problema é apenas se o CM ultrapassa a base de apoio. D: o tombamento depende do deslocamento, e um deslocamento maior que 0,08 m já faz o CM passar da borda. E: o CM pode se deslocar horizontalmente quando o corpo se inclina para frente, como indica o próprio enunciado.

💡 Dica: Calcule o torque para determinar se a almofada tombará.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno acredita que, se o corpo está em equilíbrio estático, o torque não importa. Ele confunde equilíbrio com ausência de forças ou torques, quando na verdade o equilíbrio exige torque resultante nulo.

Por que engana: Confundir a posição do centro de massa com a estabilidade do corpo, acreditando que o deslocamento não afeta o equilíbrio.

B Erradaerro: Senso comum

O aluno imagina que a borda da almofada é um limite físico que o bebê não pode ultrapassar com o corpo. Ele ignora que o que importa é a posição do CM em relação à base de apoio, não o contato do corpo com a borda.

C Correta

Deslocamento do CM = 0,08 m - 0,12 m = -0,04 m ? CM fica 0,04 m além do pivô (borda). Momento devido ao peso: t = m·g·d = 10·10·0,04 = 4,0 N·m, causando rotação no sentido de tombar.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno supõe que a almofada é estável em qualquer situação, talvez pensando que o pequeno deslocamento não produz efeito. Ele não percebe que o CM já passa da borda com o deslocamento de 0,12 m, e não compara a posição final com a borda.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno entende que o CM só se move na vertical ao se inclinar, ignorando que a inclinação para frente desloca o centro de massa horizontalmente. Ele não relaciona o deslocamento de 0,12 m à frente com a posição da borda.

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

torque e equilíbrio

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

torque e equilíbrio · centro de massa

📚 Reveja

Revisar conceitos de torque e centro de massa.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a posição do centro de massa com a estabilidade do corpo, acreditando que o deslocamento não afeta o equilíbrio.

🌎 Tema transversal

saude

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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