Educação FísicaCrianças bem pequenas (1a7m-3a11m)Difícil⏱ longo

Um bebê de massa m = 12,0 kg está num cesto de balanço que se comporta como pêndulo simples de comprimento L =…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Um bebê de massa m = 12,0 kg está num cesto de balanço que se comporta como pêndulo simples de comprimento L = 1,50 m. O fabricante especifica tensão máxima segura no ponto mais baixo T_max = 150 N. Usando g = 10 m/s², determine o ângulo inicial máximo ?0 (em graus) a partir do qual o cesto pode ser solto sem que a tensão exceda T_max. Apresente cálculos e recomendações de segurança.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Energia: na base v² = 2gL(1-cos?0). Tensão no fundo: T = m(g + v²/L) = m[g + 2g(1-cos?0)] = m g(3 - 2 cos?0). Impondo T = T_max: cos?0 = (3 - T_max/(m g))/2. Com m g = 12·10 =120 N e T_max=150 N ? cos?0=(3-150/120)/2=(3-1,25)/2=0,875. ?0 = arccos(0,875) ˜ 29,0°. Recomendações: usar amplitude menor que 29°, inspecionar cordas e manter supervisão adulta.

Explicação

Os cálculos realizados consideram a relação entre a energia potencial e cinética do sistema, além da força de tensão no ponto mais baixo do pêndulo. Ao igualar a tensão máxima permitida à tensão calculada, é possível determinar o ângulo inicial seguro para soltar o cesto. As recomendações adicionais garantem a segurança do bebê durante a atividade, prevenindo riscos de acidentes.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

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

tensão em pêndulo

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

tensão em pêndulo · forças em movimento

📚 Reveja

Revisar as leis de Newton e a dinâmica de pêndulos.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a tensão máxima permitida com a força gravitacional, não considerando a aceleração adicional no ponto mais baixo do pêndulo.

🌎 Tema transversal

saude

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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