Um brinquedo tipo poi de massa m = 0,15 kg descreve um círculo horizontal de raio r = 0,75 m com período T =…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um brinquedo tipo poi de massa m = 0,15 kg descreve um círculo horizontal de raio r = 0,75 m com período T = 0,60 s. Calcule a força centrípeta F_c (N) necessária para manter o movimento circular. Use v = 2·p·r/T e F_c = m·v²/r.
- A) A força centrípeta é de 25 N, pois o raio é grande.
- B) F_c = 12,3 N, dirigida radialmente para o centro do círculo.
- C) Força centrípeta não existe em movimento circular uniforme.
- D) A força centrípeta é 9 N, pois é metade do valor correto.
- E) F_c = 3,0 N, porque a massa é pequena.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a velocidade escalar a partir do período. Use v = 2·pi·r/T = 2·3,14·0,75/0,60 = 4,71/0,60, o que dá v de aproximadamente 7,85 m/s.
- Calcule o quadrado da velocidade: v^2 de aproximadamente 61,7 m^2/s^2.
- Aplique F_c = m·v^2/r = 0,15·61,7/0,75 = 9,25/0,75, o que dá F_c de aproximadamente 12,3 N.
- Conclusão. A alternativa B está correta, pois o valor 12,3 N coincide com o cálculo e a força centrípeta aponta sempre radialmente para o centro da circunferência. O gabarito oficial está correto e não há discordância.
- Por que as outras estão erradas. A indica 25 N, valor que não resulta da fórmula com os dados. C afirma que a força centrípeta não existe, mas em movimento circular uniforme ela é justamente a resultante que mantém o movimento. D indica 9 N, valor que não corresponde ao cálculo correto de 12,3 N. E indica 3,0 N, valor incompatível com os dados, e a ideia de que massa pequena implica força pequena não é uma justificativa válida.
💡 Dica: Calcule a velocidade usando o período e o raio; depois aplique a expressão da força centrípeta.
Alternativa por alternativa
Acredita que o raio grande, por si só, determina o valor da força, sem considerar a velocidade calculada a partir do período e sem aplicar a fórmula m·v^2/r.
v = 2pr/T = 2p·0,75/0,60 ˜ 7,85 m/s; F_c = m·v²/r = 0,15·(7,85)²/0,75 ˜ 12,3 N (direção radial, para o centro).
Acredita que, no movimento circular uniforme, não há força atuando sobre o corpo porque a velocidade escalar é constante. Confunde velocidade constante em módulo com ausência de força resultante.
Provavelmente errou o cálculo intermediário da velocidade ou do quadrado dela e chegou a um valor inconsistente, tentando justificar com a ideia de metade do valor correto, o que nem sequer bate com 12,3 N.
Acredita que uma massa pequena produz uma força pequena, usando a intuição do cotidiano em vez de aplicar a fórmula com a velocidade obtida do período.
Por que engana: Confundir o período com a velocidade ou substituir incorretamente os valores na fórmula, esquecendo que a velocidade deve ser elevada ao quadrado.
Raio-X da questão
força centrípeta no movimento circular
avaliacao
Velocidade no movimento circular · Relação entre força e movimento
Revise velocidade no movimento circular uniforme e a relação entre força centrípeta, massa, velocidade e raio.
Confundir o período com a velocidade ou substituir incorretamente os valores na fórmula, esquecendo que a velocidade deve ser elevada ao quadrado.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
Questões parecidas com resolução
- Um brinquedo tradicional: uma bola presa a uma corda descreve um círculo horizontal de raio r = 0,60 m com frequência f…
- Uma massa m = 1,50 kg presa a um fio descreve movimento circular horizontal de raio r = 0,80 m com frequência f = 2,00…
- Um corpo de massa m = 0,200 kg realiza movimento circular uniforme em um loop horizontal de raio r = 0,50 m com período…
- Um massa m = 0,200 kg gira em círculo de raio r = 0,80 m com período T = 0,50 s. Determine a tensão na corda (força…
- Numa brincadeira, uma criança de massa m = 20 kg segura uma corda e descreve movimento circular horizontal de raio r =…
- No bilboquê, uma bolinha de massa m = 0,050 kg descreve movimento circular horizontal de raio r = 0,40 m com período T =…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog