Uma caixa de 20 kg está apoiada em uma balança dentro de um elevador que acelera para cima a 2,0 m/s². Qual…
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
Uma caixa de 20 kg está apoiada em uma balança dentro de um elevador que acelera para cima a 2,0 m/s². Qual leitura (força normal) mostrada pela balança? Use g = 10 m/s².
- A) 60 N
- B) 200 N
- C) 240 N
- D) 220 N
- E) 180 N
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique as forças sobre a caixa. Atuam sobre ela o peso, para baixo, de módulo P = m·g, e a força normal N da balança, para cima. Como a leitura da balança é a força normal, ela é o que se quer descobrir. Passo 2: Escolha o sentido positivo para cima, que é o sentido da aceleração do elevador. Passo 3: Aplique a Segunda Lei de Newton na vertical: N - P = m·a, ou seja, N = m·(g + a). Passo 4: Substitua os valores. Com m = 20 kg, g = 10 m/s² e a = 2,0 m/s², temos N = 20 · (10 + 2) = 20 · 12 = 240 N. Passo 5: Confira a coerência física. Como o elevador acelera para cima, a balança precisa empurrar a caixa com mais força do que o próprio peso (200 N), e 240 N é maior que 200 N, o que faz sentido. Passo 6: Por que as outras estão erradas. A (60 N) não corresponde a nenhuma combinação correta de m, g e a. B (200 N) é apenas o peso, ignorando a aceleração do elevador. D (220 N) corresponde a usar a aceleração como 1 m/s², um erro numérico. E (180 N) equivale a subtrair a aceleração do peso, o que trocaria o sentido da aceleração, e ainda com erro de cálculo. Passo 7: O gabarito oficial C está correto.
💡 Dica: Calcule a força normal considerando a aceleração do elevador.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente misturou grandezas, como subtrair forças ou valores sem aplicar a relação N = m·(g + a). O valor 60 N não sai de nenhuma combinação correta dos dados.
O aluno acha que a balança sempre marca o peso da caixa (20 · 10 = 200 N), como se o elevador estivesse parado ou em velocidade constante. Ele ignora que a aceleração altera a força normal.
Força normal N = m·(g + a) = 20·(10 + 2) = 20·12 = 240 N; leitura aumenta com aceleração para cima.
O aluno aplica corretamente N = m·(g + a), mas usa a aceleração como 1 m/s² em vez de 2,0 m/s², obtendo 20 · 11 = 220 N. Trata-se de um erro de leitura ou de cálculo do valor da aceleração.
Por que engana: O aluno pode confundir a força normal com o peso da caixa, não considerando a aceleração do elevador.
O aluno inverte o sentido da aceleração e usa N = m·(g - a), típico de um elevador descendo, mas ainda erra a conta, chegando a 180 N. O correto para um elevador subindo seria 240 N.
Raio-X da questão
força normal
avaliacao
força resultante · segunda lei de Newton
Revisar o conceito de força normal em sistemas acelerados.
O aluno pode confundir a força normal com o peso da caixa, não considerando a aceleração do elevador.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Um elevador acelera para cima com a = 3,0 m/s². Dentro dele, um equipamento de massa 50 kg repousa sobre uma balança…
- Um elevador acelera para cima com aceleração a = 2,0 m/s². Uma pessoa de massa m = 70 kg está no elevador. Calcule o…
- Um entregador carrega uma caixa de 20 kg. Calcule a força peso da caixa. Use g = 10 m/s².
- Em uma central de distribuição, uma caixa de massa igual a 10 kg permanece em repouso sobre uma plataforma horizontal. A…
- Uma caixa de massa 5,0 kg repousa sobre uma balança na superfície terrestre (g = 10 m/s²). Calcule o peso da caixa em…
- Durante uma demonstração em uma escola, um bloco de massa 5,0 kg é colocado no interior de um elevador. Em determinado…
Todas as questões de Leis de Newton (Inércia, F=ma, Ação e Reação)
🔎 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