Um pé-de-cabra (alavanca) de 1,2 m de comprimento tem o fulcro em uma extremidade; a carga de 600 N está a 0,3…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Identificar e classificar diferentes fontes (renováveis e não renováveis) e tipos de energia utilizados em residências, comunidades ou cidades.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um pé-de-cabra (alavanca) de 1,2 m de comprimento tem o fulcro em uma extremidade; a carga de 600 N está a 0,3 m do fulcro e o esforço é aplicado na outra extremidade (1,2 m do fulcro). Qual força o operador precisa exercer para equilibrar a carga?
- A) 200 N; força igual à carga.
- B) 100 N; erro no cálculo do momento.
- C) 300 N; desconsidera o momento.
- D) 450 N; força excessiva aplicada.
- E) 150 N
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique as grandezas. A carga é 600 N, a 0,3 m do fulcro. O esforço é aplicado a 1,2 m do fulcro. Para equilíbrio, o momento da carga deve ser igual ao momento do esforço.
- Calcule o momento da carga. Momento = força x braço, então 600 x 0,3 = 180 N.m.
- Iguale ao momento do esforço. F x 1,2 = 180, logo F = 180 / 1,2 = 150 N. A alternativa E está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (200 N) usa a distância entre carga e esforço (0,9 m) no lugar do braço do esforço. B (100 N) comete erro na divisão do momento, usando um divisor que não corresponde ao braço. C (300 N) assume que a força é a metade da carga, sem considerar as distâncias. D (450 N) subtrai 600 - 150 em vez de igualar os momentos.
- Conclusão. Na alavanca, quanto maior o braço do esforço em relação ao braço da carga, menor a força necessária. Aqui o braço do esforço (1,2 m) é 4 vezes maior que o da carga (0,3 m), por isso a força necessária é 4 vezes menor que a carga: 600 / 4 = 150 N.
💡 Dica: Use a fórmula da alavanca para calcular a força necessária.
Alternativa por alternativa
O aluno usou a distância entre a carga e o esforço (1,2 - 0,3 = 0,9 m) como braço do esforço, obtendo 600 x 0,3 / 0,9 = 200 N. Também pode ter achado que a força deveria se aproximar da carga.
O aluno calculou corretamente o momento da carga (180 N.m) mas dividiu por um valor errado, como 1,8 m, obtendo 100 N. Não usou o braço de 1,2 m do esforço.
Por que engana: Confundir a relação entre a carga e a distância do fulcro, resultando em um cálculo incorreto da força necessária.
O aluno assumiu que a alavanca reduz a força pela metade, ignorando as distâncias informadas no enunciado. Ele dividiu a carga por 2 sem calcular os momentos.
O aluno subtraiu a força da carga (600 - 150 = 450 N) em vez de igualar os momentos. Ele não entendeu que o equilíbrio de rotação depende do produto força x distância.
Momento da carga = 600 N × 0,3 m = 180 N·m; para equilibrar, esforço × 1,2 m = 180 N·m ? esforço = 180/1,2 = 150 N.
Raio-X da questão
alavanca e equilíbrio
avaliacao
momentos de força · equilíbrio de alavancas
Revisar as propriedades das alavancas e o cálculo de forças.
Confundir a relação entre a carga e a distância do fulcro, resultando em um cálculo incorreto da força necessária.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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