Educação FísicaCrianças bem pequenas (1a7m-3a11m)Média⏱ medio

Num brinquedo giratório infantil, uma criança de massa m = 12,0 kg senta-se a uma distância r = 0,60 m do eixo…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Num brinquedo giratório infantil, uma criança de massa m = 12,0 kg senta-se a uma distância r = 0,60 m do eixo e o assento passa com velocidade tangencial v = 1,50 m/s. Calcule a força centrípeta F_c que age no assento (use F = m v² / r) e indique a direção.

A) F_c = 6 N, dirigida para fora
B) F_c = 20 N, centrífuga
C) F_c = m v² / r = 12·(1,5)²/0,60 = 45 N, dirigida ao centro.
D) F_c = 12·(1,5)²/0,30 = 90 N
E) F_c = m·v = 12·1,50 = 18 N

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados: m = 12,0 kg, r = 0,60 m e v = 1,50 m/s. A força centrípeta é a resultante que puxa o assento em direção ao eixo e mantém a criança em trajetória circular.
Aplique a fórmula F = m v² / r. Primeiro calcule v²: 1,50 ao quadrado é 2,25.
Multiplique a massa pelo quadrado da velocidade: 12,0 × 2,25 = 27,0.
Divida pelo raio: 27,0 / 0,60 = 45 N.
Determine a direção. A força centrípeta é sempre dirigida para o centro da trajetória, ou seja, para o eixo de rotação. Assim, F_c = 45 N, dirigida ao centro, o que corresponde à alternativa C.
Por que as outras estão erradas. A) O valor 6 N não resulta da fórmula, e a força centrípeta não aponta para fora. B) A força centrífuga não é a força que atua no assento; a força real é a centrípeta, e o valor 20 N também não corresponde ao cálculo. D) Ao usar r = 0,30 m em vez de 0,60 m, o resultado dobra para 90 N, e isso está incorreto porque o raio do enunciado é 0,60 m. E) m·v é a quantidade de movimento, não a força centrípeta, e não envolve o raio.
Conclusão: o gabarito oficial C está correto, pois F_c = 45 N dirigida ao centro.

💡 Dica: Aplique a fórmula da força centrípeta diretamente.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno associa a força no assento a uma tendência de sair do brinquedo, invertendo a direção da força centrípeta, e obtém um valor que não segue a fórmula.

Por que engana: Confundir a direção da força centrípeta, acreditando que ela atua para fora em vez de para o centro do movimento.

B Erradaerro: Senso comum

O aluno acredita que a força que atua no assento é a 'centrífuga', força aparente vista de fora do referencial girante, e não a força centrípeta real que aponta para o centro.

C Correta

v² = 2,25 m²/s² ? a_c = v²/r = 3,75 m/s²; F = m·a_c = 12·3,75 = 45 N. Força aponta radialmente para o centro do movimento.

D Erradaerro: Atenção

O aluno usa corretamente a fórmula, mas substitui o raio 0,60 m por 0,30 m, metade do valor dado, o que dobra o resultado.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno confunde a força centrípeta com a quantidade de movimento (m·v), que não depende do raio e não é uma força.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

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 centrípeta

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força centrípeta · movimento circular

📚 Reveja

Revisar a fórmula da força centrípeta e suas aplicações.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a direção da força centrípeta, acreditando que ela atua para fora em vez de para o centro do movimento.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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