Física3ª sérieBNCC EM13CNT107Média⏱ medio

Uma barra cilíndrica tem comprimento L = 0,50 m e área da seção A = 2,0×10^-4 m². Aplicando-se força axial F =…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT107

Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma barra cilíndrica tem comprimento L = 0,50 m e área da seção A = 2,0×10^-4 m². Aplicando-se força axial F = 1,0×10^4 N obtém-se alongamento ?L = 1,0×10^-3 m. Calcule o módulo de Young E usando E = (F·L)/(A·?L).

A) E = (1,0×10^4 N·0,50 m)/(2,0×10^-4 m²·1,0×10^-3 m) = 2,5×10^10 Pa.
B) E = 1×10^11 Pa
C) E = 2,5×10^9 Pa
D) E = 5×10^10 Pa
E) E = 1×10^9 Pa

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique os dados: L = 0,50 m, A = 2,0×10^-4 m², F = 1,0×10^4 N e ΔL = 1,0×10^-3 m. Passo 2: Calcule o numerador F·L = 1,0×10^4 × 0,50 = 5,0×10^3 N·m. Passo 3: Calcule o denominador A·ΔL = 2,0×10^-4 × 1,0×10^-3 = 2,0×10^-7 m³. Passo 4: Divida: E = 5,0×10^3 / 2,0×10^-7 = 2,5×10^10 Pa. Passo 5: Portanto a alternativa A está correta, coincidindo com o gabarito oficial. Passo 6: A alternativa B (1×10^11 Pa) está errada porque resulta de um erro na potência de dez do denominador. Passo 7: A alternativa C (2,5×10^9 Pa) está errada porque tem uma ordem de grandeza a menos que o valor correto. Passo 8: A alternativa D (5×10^10 Pa) está errada porque o denominador foi subestimado, como se A·ΔL valesse 1×10^-7. Passo 9: A alternativa E (1×10^9 Pa) está errada porque não corresponde a nenhuma combinação correta dos dados e resulta de erros de cálculo com potências de dez.

💡 Dica: Substitua os valores na fórmula do módulo de Young.

Alternativa por alternativa

A Correta

Usa-se E = (F·L)/(A·?L); substituindo os valores e mantendo SI obtém-se 2,5×10^10 pascal.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente calculou o produto A·ΔL com expoente errado, obtendo algo como 5×10^-8 m³, e assim chegou a 1×10^11 Pa.

C Erradaerro: Atenção

O aluno errou a potência de dez no quociente 5,0×10^3 / 2,0×10^-7, perdendo uma ordem de grandeza e chegando a 2,5×10^9 Pa.

D Erradaerro: Atençãoa que mais engana

O aluno arredondou ou trocou o fator 2,0 do produto A·ΔL por 1,0, obtendo denominador 1×10^-7 e resultado 5×10^10 Pa.

Por que engana: O aluno pode confundir as unidades de medida, resultando em um cálculo incorreto do módulo de Young.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno errou o cálculo do produto da área pelo alongamento e também a potência de dez na divisão, chegando a um valor de uma ordem de grandeza muito abaixo do correto.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

módulo de Young

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de módulo de Young · força e alongamento

📚 Reveja

Revisar a fórmula do módulo de Young e suas aplicações.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir as unidades de medida, resultando em um cálculo incorreto do módulo de Young.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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