Durante um treino, um praticante de massa m = 68,0 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 praticante de massa m = 68,0 kg recebe um empurrão horizontal constante de intensidade F = 200 N. Considerando g = 10 m/s², calcule o coeficiente de atrito estático mínimo µ_s entre os pés e o tatame para que ele não deslize.
- A) µ_s = 0,15, pois a força F é muito baixa.
- B) µ_s = 1,0, pois ele deve apenas se manter parado.
- C) µ_s = 0,1, uma vez que não há deslizamento expected.
- D) µ_s = 0,29 (µ_s = F/(m·g) ˜ 200/(68·10)).
- E) µ_s = 0,5, pois massa excessiva gera mais atrito.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique as forças horizontais. O empurrão F = 200 N atua em um sentido e o atrito estático, que é o que impede o deslizamento, atua no sentido oposto. Para não deslizar, o atrito estático máximo precisa ser pelo menos igual a F. Passo 2: Na vertical, o praticante está em equilíbrio, logo a normal N é igual ao peso: N = m·g = 68,0 × 10 = 680 N. Passo 3: O atrito estático máximo vale µ_s·N. A condição para não deslizar é F ≤ µ_s·N, ou seja, µ_s ≥ F/N. Passo 4: Calculando o mínimo: µ_s = 200/680 ≈ 0,294, que arredondado fica 0,29. Passo 5: Esse valor confere com a alternativa D, que é o gabarito oficial, então concordo com o gabarito. Por que as outras estão erradas: A está errada porque o coeficiente não depende de F ser baixa, ele depende da razão entre F e a normal. B está errada porque 1,0 é um valor maior que o necessário, e não há razão para supor esse limite. C está errada porque, mesmo sem deslizamento, o atrito precisa ser calculado com base na força aplicada, e 0,1 é insuficiente para equilibrar 200 N com normal de 680 N. E está errada porque a massa não aumenta o atrito por si só; o que importa é a normal, e o valor 0,5 não é o mínimo exigido.
💡 Dica: Utilize a fórmula do atrito para encontrar o coeficiente.
Alternativa por alternativa
O aluno acha que, se a força aplicada é pequena, o atrito necessário também é pequeno, e assim inverte a relação entre F e o coeficiente.
Por que engana: Confundir a relação entre força, massa e aceleração, levando a um cálculo incorreto do coeficiente de atrito.
O aluno entende que 'ficar parado' exige um coeficiente de atrito máximo (igual a 1), sem calcular o valor mínimo a partir de F e do peso.
O aluno acha que, por não haver deslizamento, o atrito necessário é quase nulo, sem relacionar o coeficiente com a força de 200 N e com a normal de 680 N.
Força de atrito máxima é F_atrito = µ_s·N com N = m·g. Para não deslizar F = µ_s·m·g ? µ_s = F/(m·g) = 200/(68·10) ˜ 0,294.
O aluno acredita que quanto maior a massa, maior o atrito, e por isso escolhe um valor alto sem fazer o cálculo da razão F/(m·g).
Raio-X da questão
coeficiente de atrito
avaliacao
força de atrito · segunda lei de Newton
Revisar a relação entre força de atrito e força normal.
Confundir a relação entre força, massa e aceleração, levando a um cálculo incorreto do coeficiente de atrito.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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