Em uma atividade de Física, estudantes analisam um carrinho de transporte de massa igual a 50 kg, inicialmente…
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
Em uma atividade de Física, estudantes analisam um carrinho de transporte de massa igual a 50 kg, inicialmente em repouso sobre um piso horizontal. O coeficiente de atrito estático entre as superfícies é 0,30. Considerando g = 10 m/s² e desprezando outras forças horizontais, o carrinho começa a se mover quando a força aplicada supera o maior valor possível da força de atrito estático. Com base nas informações do experimento, qual é o menor módulo da força horizontal aplicada ao carrinho para iniciar seu movimento?
- A) A força mínima necessária é de 50 N.
- B) A força mínima necessária é de 15 N.
- C) A força mínima necessária é de 200 N.
- D) A força mínima necessária é de 500 N.
- E) A força mínima necessária é de 150 N.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique a força normal. Em piso horizontal, sem outras forças verticais, a normal equilibra o peso: N = m x g = 50 x 10 = 500 N.
- Calcule a força de atrito estático máxima: Fat_max = μe x N = 0,30 x 500 = 150 N.
- Como o carrinho só começa a se mover quando a força aplicada supera a força de atrito estático máxima, a força mínima para iniciar o movimento é 150 N.
- Verificação das demais alternativas. A (50 N) é apenas o valor da massa em kg, sem relação com a força. B (15 N) seria 0,30 x 50, esquecendo de multiplicar pela gravidade. C (200 N) não corresponde a nenhum produto correto com os dados. D (500 N) é a força normal, que não é a força de atrito, pois o coeficiente não foi aplicado.
- Conclusão: a alternativa correta é a E, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a força de atrito estático máxima para encontrar a força mínima.
Alternativa por alternativa
O aluno confunde a massa de 50 kg com a força necessária, achando que o valor numérico da massa já é a força em newtons.
O aluno calcula 0,30 x 50 e obtém 15 N, esquecendo que a normal é o peso (m x g) e não a massa.
Por que engana: Confundir a força mínima necessária com o peso do carrinho, acreditando que a força de atrito não é relevante para o movimento.
O aluno errou o cálculo do atrito ou leu o coeficiente de forma incorreta, aproximando o valor da força para algo próximo de 0,40 x 500, o que leva a 200 N.
O aluno toma a força normal (500 N) como se fosse a força mínima, ignorando que o atrito estático máximo depende do coeficiente de atrito.
No piso horizontal, a força normal tem módulo igual ao peso: N = mg = 50 × 10 = 500 N. O maior valor da força de atrito estático é f_at = μN = 0,30 × 500 = 150 N. Portanto, a força aplicada deve atingir 150 N para iniciar o movimento.
Raio-X da questão
força de atrito estático
avaliacao
cálculo de força de atrito · segunda lei de Newton
Revisar a fórmula da força de atrito e suas aplicações.
Confundir a força mínima necessária com o peso do carrinho, acreditando que a força de atrito não é relevante para o movimento.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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