Educação FísicaBebês (0-1a6m)Difícil⏱ medio

Um carrinho com bebê e equipamento tem massa total m = 12 kg e está parado numa rampa com inclinação ? = 15°…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Um carrinho com bebê e equipamento tem massa total m = 12 kg e está parado numa rampa com inclinação ? = 15°. Calcule a força mínima de freio F_br paralela à rampa necessária para impedir o deslizamento, usando F = m·g·sin? e g = 10 m/s². Apresente o resultado em newtons e a direção.

A) F_br = 35 N, para baixo ao longo da rampa.
B) F_br = 20 N, perpendicular à rampa.
C) F_br ˜ 31,1 N, dirigida para cima ao longo da rampa.
D) F_br = 24 N, dirigida para baixo na rampa.
E) F_br ˜ 50 N, na vertical.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique a força que tende a fazer o carrinho deslizar. O peso tem componente paralela à rampa dada por P_par = m·g·sin(15°), que aponta para baixo na rampa. Passo 2: Calcule o valor: m·g = 12 × 10 = 120 N, e sin(15°) é aproximadamente 0,2588. Logo P_par = 120 × 0,2588, que dá cerca de 31,1 N. Passo 3: Determine a direção do freio. Para o carrinho ficar parado, a força de freio precisa equilibrar essa componente, então deve ter a mesma intensidade e sentido oposto, ou seja, para cima ao longo da rampa. Passo 4: Conclusão: F_br ≈ 31,1 N, dirigida para cima ao longo da rampa, alternativa C, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A tem sentido oposto ao necessário e valor incorreto; B usa direção perpendicular, que não impede o deslizamento; D tem sentido errado e valor que não corresponde a m·g·sin(15°); E usa direção vertical, que não atua contra o deslizamento na rampa.

💡 Dica: Aplique a fórmula F = m·g·sin? para encontrar a força.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno acha que o freio deve empurrar no mesmo sentido da componente do peso, para baixo na rampa, e obtém um valor aproximado de forma imprecisa.

Por que engana: Confundir a direção da força de freio, escolhendo uma alternativa que não considera a inclinação da rampa corretamente.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno confunde a força paralela à rampa com a força normal, que é perpendicular à superfície, e não calcula a componente correta do peso.

C Correta

Componente da gravidade ao longo da rampa: F = m·g·sin? = 12×10×sin15° ˜ 120×0,2588 ˜ 31,06 N; o freio deve aplicar força igual e oposta, para cima ao longo da rampa.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno atribui o sentido do freio ao da componente do peso, para baixo, e usa uma aproximação grosseira para sin(15°), chegando a 24 N.

E Erradaerro: Senso comum

O aluno pensa que o freio precisa sustentar o peso na vertical, como se segurasse o carrinho no ar, e usa a direção vertical e um valor sem base no cálculo.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

força de freio em rampa

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força e movimento · sistemas de forças

📚 Reveja

Revisar a fórmula da força em planos inclinados.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a direção da força de freio, escolhendo uma alternativa que não considera a inclinação da rampa corretamente.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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