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Um bloco de massa 4 kg sofre ação de uma força horizontal constante de 20 N sobre uma superfície áspera onde…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT204

Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um bloco de massa 4 kg sofre ação de uma força horizontal constante de 20 N sobre uma superfície áspera onde µk = 0,30. Considere g = 10 m/s². Determine a aceleração do bloco.

A) 8,0 m/s²
B) 4,0 m/s²
C) 6,0 m/s²
D) 2,0 m/s²
E) 0 m/s²

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Identifique as forças na horizontal. A força aplicada é F = 20 N, para a direita. A força de atrito cinético se opõe ao movimento, então atua para a esquerda.
Calcule a força normal. Na horizontal, sem outras forças verticais além do peso e da normal, N = P = m × g = 4 × 10 = 40 N.
Calcule o atrito cinético. fat = µk × N = 0,30 × 40 = 12 N.
Aplique a Segunda Lei de Newton. A força resultante é Fr = F − fat = 20 − 12 = 8 N.
Calcule a aceleração. a = Fr / m = 8 / 4 = 2 m/s², no sentido da força aplicada.
Compare com o gabarito. O resultado 2,0 m/s² corresponde à alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas: A) 8,0 m/s² seria a força resultante, e não a aceleração; B) 4,0 m/s² não resulta de nenhum cálculo correto com os dados; C) 6,0 m/s² não surge da relação entre as forças; E) 0 m/s² só valeria se o atrito equilibrasse a força aplicada, o que não ocorre porque o atrito máximo é 12 N e a força é 20 N.

💡 Dica: Calcule a força de atrito e aplique a segunda lei de Newton.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

Calculou corretamente a força resultante de 8 N, mas esqueceu de dividir pela massa para obter a aceleração, confundindo força com aceleração.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Errou o valor do atrito ou a subtração das forças, chegando a uma resultante de 16 N (20 − 4) ou a um quociente incorreto para a aceleração.

Por que engana: O aluno pode confundir a força resultante com a força de atrito, subestimando a aceleração do bloco.

C Erradaerro: Conceitual

Provavelmente tomou a força normal como igual à força aplicada (20 N) em vez do peso (40 N), obtendo um atrito de 6 N e um resultado sem base no cálculo correto.

D Correta

Força de atrito fk = µk·N = 0,30·(4 kg·10 m/s²)=12 N. Força resultante = 20 N - 12 N = 8 N. a = F/m = 8 N / 4 kg = 2,0 m/s².

E Erradaerro: Senso comum

Acreditou que a presença de atrito impede o movimento ou que o atrito sempre anula a força aplicada, usando a intuição do dia a dia em vez da comparação entre a força aplicada e o atrito máximo.

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🧩 desafio

🎯 Conceito central

aceleração de um bloco

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

segunda lei de Newton · força de atrito

📚 Reveja

Revisar a segunda lei de Newton e o cálculo de forças de atrito.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a força resultante com a força de atrito, subestimando a aceleração do bloco.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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