Uma viga rígida apoiada por um pivô no extremo esquerdo sustenta uma massa pontual de 6 kg a 3,0 m do pivô…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma viga rígida apoiada por um pivô no extremo esquerdo sustenta uma massa pontual de 6 kg a 3,0 m do pivô. Para equilibrar, aplica-se uma força vertical ascendente F a 1,0 m do pivô. Considere g = 10 m/s². Calcule F.
- A) F = 90 N
- B) F = 180 N.
- C) F = 120 N
- D) F = 60 N
- E) F = 200 N
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique a força peso da massa: P = m × g = 6 × 10 = 60 N, aplicada a 3,0 m do pivô. Passo 2: Para o equilíbrio de rotação, a soma dos torques em relação ao pivô deve ser zero. O torque da força peso (horário) é 60 × 3,0 = 180 N·m. Passo 3: A força F (anti-horária) tem braço de 1,0 m, então o torque dela é F × 1,0. Passo 4: Igualando os torques: F × 1,0 = 180, logo F = 180 N. Passo 5: Confira: 180 × 1,0 = 60 × 3,0 = 180 N·m, o que confirma o equilíbrio. Por que as outras estão erradas: A) 90 N corresponderia a usar um braço de 1,5 m, que não está no enunciado. B) é a resposta correta. C) 120 N resulta de usar a diferença de braços (3,0 − 1,0 = 2,0 m), o que não representa o equilíbrio de torques. D) 60 N iguala F ao peso, ignorando a diferença de distâncias ao pivô. E) 200 N não decorre de nenhuma relação de equilíbrio com os dados do enunciado. O gabarito oficial B está correto e coincide com a resolução feita de forma independente.
💡 Dica: Aplique a condição de equilíbrio de torques.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dividiu o torque do peso por 2 ou usou um braço de 1,5 m (metade de 3,0 m) para a força F, sem justificativa no enunciado.
Somatório de momentos nulos: F·1,0 m - mg·3,0 m = 0 ? F = (6 kg·10 m/s²·3,0 m)/1,0 m = 180 N.
O aluno subtraiu as distâncias (3,0 − 1,0 = 2,0 m) e multiplicou pelo peso de 60 N, tratando a diferença de posições como braço da força, o que não corresponde ao equilíbrio de torques.
Por que engana: O aluno pode confundir a aplicação da força com a distância do pivô, resultando em um cálculo incorreto do torque.
O aluno acredita que a força F deve ser igual ao peso da massa (60 N), ignorando que o braço de F é menor que o braço do peso e que o equilíbrio depende do produto força × distância.
O aluno errou o cálculo do torque ou da força peso (por exemplo, usando um valor incorreto de massa ou g) e chegou a 200 N, sem aplicar corretamente a condição de equilíbrio de momentos.
Raio-X da questão
equilíbrio de torques
avaliacao
equilíbrio de forças · torque
Revisar as condições de equilíbrio em sistemas de forças.
O aluno pode confundir a aplicação da força com a distância do pivô, resultando em um cálculo incorreto do torque.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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