Em um estudo de biomecânica do sistema locomotor, pesquisadores avaliaram a resistência de um tendão…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um estudo de biomecânica do sistema locomotor, pesquisadores avaliaram a resistência de um tendão artificial produzido para substituir um tendão lesionado. Durante o teste, o material foi submetido a uma força de tração de 5,0 × 10^4 N, distribuída uniformemente sobre uma seção transversal de área igual a 2,0 × 10^-4 m². A tensão normal é calculada pela razão entre a força aplicada e a área da seção transversal: s = F/A. Com base nos dados do teste, qual é o valor da tensão normal suportada pelo tendão artificial, em pascal (Pa)?
- A) σ = 1,0 × 10^9 Pa
- B) σ = 4,0 × 10^-9 Pa
- C) σ = 1,0 × 10^1 Pa
- D) σ = 2,5 × 10^4 Pa
- E) σ = 2,5 × 10^8 Pa
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A força é F = 5,0 × 10^4 N e a área da seção transversal é A = 2,0 × 10^-4 m². A tensão normal é s = F/A, ou seja, a força dividida pela área.
- Separe a divisão em duas partes, a dos coeficientes numéricos e a das potências de dez. Coeficientes: 5,0 / 2,0 = 2,5. Potências: 10^4 / 10^-4 = 10^(4-(-4)) = 10^8.
- Junte os resultados: s = 2,5 × 10^8 Pa. Esse valor corresponde à alternativa E.
- Compare com o gabarito oficial, que também é E. Não há discordância.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa A (1,0 × 10^9 Pa) resulta de multiplicar os coeficientes (5,0 × 2,0 = 10) e somar as potências (4 + 4 = 8), em vez de dividir. A alternativa B (4,0 × 10^-9 Pa) inverte a razão, calculando A/F em vez de F/A. A alternativa C (1,0 × 10^1 Pa) mostra a multiplicação de F por A, sem divisão e sem tratar corretamente as potências. A alternativa D (2,5 × 10^4 Pa) faz a divisão dos coeficientes corretamente, mas ignora a potência de dez da área, mantendo 10^4 em vez de 10^8.
💡 Dica: Aplique a fórmula da tensão diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno multiplicou os coeficientes (5,0 × 2,0 = 10) e somou os expoentes (4 + 4), em vez de dividir. Ele aplicou uma operação diferente da fórmula s = F/A.
O aluno inverteu a razão e calculou A/F (2,0 × 10^-4 / 5,0 × 10^4), quando a fórmula pede F/A. Ele provavelmente confundiu a ordem dos termos na divisão.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da tensão e aplicar incorretamente a relação entre força e área, resultando em um valor incorreto.
O aluno multiplicou a força pela área (5,0 × 10^4 × 2,0 × 10^-4 = 10) em vez de dividir. Ele não aplicou a relação de tensão como razão entre força e área.
O aluno dividiu corretamente os coeficientes (5,0 / 2,0 = 2,5), mas não tratou a potência de dez da área (10^-4). Ele manteve o expoente 4 da força, sem calcular 10^4 / 10^-4.
Substituindo os valores fornecidos na expressão σ = F/A, obtém-se σ = (5,0 × 10^4)/(2,0 × 10^-4). Dividindo os coeficientes e subtraindo os expoentes das potências de dez: σ = 2,5 × 10^(4 − (−4)) = 2,5 × 10^8 Pa.
Raio-X da questão
tensão em materiais
avaliacao
cálculo de tensão · força e área
Revisar a fórmula da tensão e suas unidades.
O aluno pode confundir a fórmula da tensão e aplicar incorretamente a relação entre força e área, resultando em um valor incorreto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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