Em uma atividade de laboratório, estudantes analisam o movimento de um bloco sobre uma superfície horizontal…
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 laboratório, estudantes analisam o movimento de um bloco sobre uma superfície horizontal. O bloco tem massa de 10 kg e é puxado por uma força horizontal constante de 40 N. Durante o movimento, a força de atrito cinético entre o bloco e a superfície é caracterizada pelo coeficiente µ = 0,30. Considere g = 10 m/s² e que a superfície não exerce outras forças horizontais sobre o bloco. Com base nos dados do experimento, qual é a aceleração do bloco durante o movimento?
- A) a = (40 − 0,30·10·10)·10 = 100 m/s².
- B) a = (40 + 0,30·10·10)/10 = 7,0 m/s².
- C) a = (40 − 0,30·10)/10 = 3,7 m/s².
- D) a = 40/10 = 4,0 m/s².
- E) a = (40 − 0,30·10·10)/10 = 1,0 m/s².
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique as forças horizontais. A força aplicada é F = 40 N, no sentido do movimento, e a força de atrito cinético se opõe ao movimento.
- Calcule a força normal. Na horizontal, sem outras forças verticais, a normal equals o peso: N = m·g = 10 · 10 = 100 N.
- Calcule o atrito cinético: fat = µ·N = 0,30 · 100 = 30 N.
- Aplique a Segunda Lei de Newton com a resultante horizontal: F_res = F − fat = 40 − 30 = 10 N.
- Calcule a aceleração: a = F_res / m = 10 / 10 = 1,0 m/s². Logo, a alternativa correta é a E, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas:
- A) Multiplica a resultante pela massa em vez de dividir, o que contraria a relação a = F_res/m.
- B) Soma o atrito à força aplicada, quando ele deveria se opor ao movimento.
- C) Calcula o atrito como µ·g, esquecendo de multiplicar pela massa (ou seja, pela normal).
- D) Ignora completamente o atrito citado no enunciado, usando apenas a força aplicada.
💡 Dica: Calcule a força de atrito e aplique a segunda lei de Newton.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou corretamente a resultante de 10 N, mas multiplicou por 10 kg em vez de dividir, usando a ideia de que a = F·m.
O aluno somou a força de atrito à força aplicada, imaginando que o atrito ajuda o movimento. Na verdade, o atrito cinético se opõe ao deslizamento.
Por que engana: Confundir a força de atrito com a força resultante, não subtraindo corretamente o atrito da força aplicada.
O aluno calculou o atrito como µ·g (0,30·10 = 3 N), sem multiplicar pela massa ou pela força normal, o que mostra confusão entre o coeficiente e a força de atrito.
O aluno ignorou a força de atrito apresentada no enunciado e aplicou a Segunda Lei de Newton apenas com a força de 40 N, como se a superfície não oferecesse resistência.
Como a superfície é horizontal, a força normal é N = mg = 10·10 = 100 N. A força de atrito cinético vale f = μN = 0,30·100 = 30 N e se opõe à força aplicada. Assim, a força resultante horizontal é Fᵣ = 40 − 30 = 10 N. Pela segunda lei de Newton, a = Fᵣ/m = 10/10 = 1,0 m/s².
Raio-X da questão
aceleração de um bloco
avaliacao
força e atrito · segunda lei de Newton
Revisar a segunda lei de Newton e o cálculo de forças de atrito.
Confundir a força de atrito com a força resultante, não subtraindo corretamente o atrito da força aplicada.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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