Compare fisicamente uma gangorra e um carrinho de rolimã: (a) para uma gangorra com apoio central, distâncias…
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
Compare fisicamente uma gangorra e um carrinho de rolimã: (a) para uma gangorra com apoio central, distâncias x1 = 1,0 m e x2 = 1,5 m ao apoio, calcule a massa m2 necessária para equilibrar m1 = 30 kg; (b) um carrinho de rolimã de massa m = 70 kg desce sem atrito de altura h = 2,5 m; calcule v ao final. Explique com equações e cálculos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
(a) Equilíbrio de torques: m1·g·x1 = m2·g·x2 ? m2 = m1·x1/x2 = 30·1,0/1,5 = 20 kg. (b) Conservação de energia: m·g·h = ½ m·v² ? v = v(2·g·h) = v(2·10·2,5) = v50 ˜ 7,07 m/s. Interprete: gangorra equilibra quando torques iguais; no rolimã energia potencial gravitacional vira energia cinética translacional, v independente de m.
Explicação
O equilíbrio de torques na gangorra é alcançado quando o produto da massa pela distância do ponto de apoio é igual para ambos os lados, permitindo calcular a massa necessária para equilibrar. No carrinho de rolimã, a conversão da energia potencial em energia cinética ao descer a rampa demonstra que a velocidade final não depende da massa, mas sim da altura inicial. Esses princípios físicos ilustram a relação entre forças, torques e energia em sistemas mecânicos.
Raio-X da questão
equilíbrio e energia
avaliacao
princípios de equilíbrio · conservação de energia
Revisar as leis de equilíbrio de torques e conservação de energia.
O aluno pode confundir as fórmulas de equilíbrio e energia, aplicando a equação errada para calcular a velocidade final do carrinho.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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