Durante um treino, um lutador de massa m = 80,0 kg recebe um empurrão horizontal constante de intensidade F =…
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
Durante um treino, um lutador de massa m = 80,0 kg recebe um empurrão horizontal constante de intensidade F = 200 N nos ombros. Qual o coeficiente mínimo de atrito estático µ entre os pés e o tatame para que o lutador não escorregue? Use g = 10 m/s² e relacione F = µ·m·g (F em N, m em kg, g em m/s²).
- A) µ = 1,0
- B) µ = 0,25
- C) µ = 0,1
- D) µ = 0,75
- E) µ = 0,5
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: F = 200 N (empurrão horizontal), m = 80,0 kg e g = 10 m/s². Passo 2: Entenda a condição de equilíbrio horizontal. O lutador não escorrega enquanto a força de atrito estático, no limite, for igual à força do empurrão, pois a força de atrito opõe-se ao empurrão. Assim, no limite, F = µ·N. Passo 3: A normal no plano horizontal equilibra o peso, logo N = m·g = 80,0 × 10 = 800 N. Passo 4: Substitua na relação dada: µ = F/(m·g) = 200/800 = 0,25. Passo 5: Portanto o coeficiente mínimo é µ = 0,25, alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (1,0) exigiria atrito igual ao peso, o que não é o caso; C (0,1) corresponde a 1/g, não ao cálculo com F; D (0,75) resultaria de subtrair F do peso, operação sem sentido físico aqui; E (0,5) resultaria de usar um peso efetivo de 400 N, metade do correto.
💡 Dica: Substitua os valores na relação F = µ·m·g e isole µ.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente tomou o peso igual à força do empurrão (m·g = F), concluindo que µ = 1. Ele ignora que o atrito só precisa equilibrar F, e não o peso.
Equilíbrio horizontal: F = µ·m·g ? µ = F/(m g) = 200/(80·10) = 200/800 = 0,25. Unidade adimensional.
O aluno pode ter invertido a razão, colocando a massa no numerador (m/(m·g)), o que simplifica para 1/g = 0,1. Assim o resultado não depende de F.
O aluno provavelmente calculou (m·g − F)/(m·g) = 600/800 = 0,75, subtraindo o empurrão do peso em vez de dividir F pela normal. Ele confunde a relação de equilíbrio horizontal com a vertical.
O aluno pode ter usado uma normal de 400 N, metade do peso, ou um g de 5 m/s², obtendo 200/400 = 0,5. Ele altera o peso sem justificativa física.
Por que engana: O aluno pode dividir a força aplicada apenas pela massa, esquecendo de considerar a aceleração da gravidade no cálculo do peso e, portanto, no denominador da relação.
Raio-X da questão
Atrito estático e força
avaliacao
Peso e força normal · Isolamento de variável
Revise a força de atrito estático e o cálculo do coeficiente pela relação µ = F/(m·g).
O aluno pode dividir a força aplicada apenas pela massa, esquecendo de considerar a aceleração da gravidade no cálculo do peso e, portanto, no denominador da relação.
saude
tomada_decisao
cotidiano
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