Educação FísicaBebês (0-1a6m)Difícil⏱ longo

Um bebê de massa m = 6,5 kg está sentado em um assento preso a uma haste rígida de comprimento r = 1,20 m que…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Um bebê de massa m = 6,5 kg está sentado em um assento preso a uma haste rígida de comprimento r = 1,20 m que descreve um arco. No ponto mais baixo a velocidade é v = 1,8 m/s. Usando a_c = v²/r e g = 10 m/s², determine a tensão T na haste (N) e indique sua direção.

A) T = 50 N
B) T = 70 N
C) T = 90 N
D) T = 100 N
E) T = m·g + m·v²/r = 6,5·10 + 6,5·(1,8²)/1,20 ˜ 82,6 N (direção: ao longo da haste, para o centro do arco).

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

No ponto mais baixo, atuam sobre o bebê o peso P = m·g = 6,5·10 = 65 N, apontando para baixo, e a força T exercida pela haste ao longo da própria haste. Passo 2: A aceleração centrípeta é a_c = v²/r = 1,8²/1,20 = 3,24/1,20 = 2,7 m/s², dirigida para o centro do arco, ou seja, para cima neste ponto. Passo 3: Aplicando a segunda lei de Newton na direção radial, com sentido positivo para cima (para o centro): T - m·g = m·v²/r. Passo 4: Isolando T, temos T = m·g + m·v²/r = 65 + 6,5·2,7 = 65 + 17,55 = 82,55 N, ou seja, aproximadamente 82,6 N. Como o resultado é positivo, a haste puxa o bebê para o centro do arco. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é a E, que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A (50 N) está errada porque subtrai o termo centrípeto do peso, o que daria cerca de 47,5 N. A alternativa B (70 N) está errada porque ignora a parcela centrípeta e arredonda o peso de 65 N para 70 N. A alternativa C (90 N) está errada porque multiplica m·v² por r em vez de dividir. A alternativa D (100 N) está errada porque trata a massa como 10 kg, e não como 6,5 kg.

💡 Dica: Calcule a força centrípeta e a força peso para encontrar a tensão.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno subtrai a força centrípeta do peso, escrevendo T = m·g - m·v²/r, como se a tensão apontasse para baixo. Assim, obtém cerca de 47,5 N, valor arredondado para 50 N.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno ignora a parcela m·v²/r e considera apenas o peso, arredondando 65 N para 70 N. Não percebe que, no ponto mais baixo, a haste precisa também fornecer a força centrípeta.

C Erradaerro: Procedimental

O aluno calcula m·v²·r em vez de m·v²/r, multiplicando pelo raio quando deveria dividir. Obtém 6,5·3,24·1,20 ≈ 25,3 N e soma esse valor ao peso, chegando a cerca de 90 N.

D Erradaerro: Atençãoa que mais engana

O aluno arredonda a massa de 6,5 kg para 10 kg e usa 10·10 = 100 N, aproximando de forma indevida o valor do peso. Não usa o dado do enunciado como ele foi informado.

Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da tensão, aplicando apenas a força peso sem considerar a aceleração centrípeta.

E Correta

No fundo, centrípeta a_c = v²/r aponta para o centro; resultante radial SF_radial = T - m·g = m·a_c ? T = m·g + m·v²/r ˜ 82,6 N.

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 haste

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

tensão em haste · movimento circular

📚 Reveja

Revisar as forças atuantes em um corpo em movimento circular.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a fórmula da tensão, aplicando apenas a força peso sem considerar a aceleração centrípeta.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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