Um carrinho de massa 50 kg é puxado para cima por uma rampa de 5,0 m de comprimento que faz 10° com a…
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
Um carrinho de massa 50 kg é puxado para cima por uma rampa de 5,0 m de comprimento que faz 10° com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre rodas e rampa é 0,15. O carrinho se move em velocidade constante. Usando g = 10 m/s², determine (a) a intensidade da força de tração paralela à rampa e (b) o trabalho realizado por essa força ao longo dos 5,0 m.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Passos e cálculo modelo: 1) Peso: mg = 50·10 = 500 N. 2) Componentes: paralelo = mg·sin10° ˜ 500·0,17365 ˜ 86,8 N; normal = mg·cos10° ˜ 500·0,9848 ˜ 492,4 N. 3) Atrito Ff = µk·N = 0,15·492,4 ˜ 73,9 N. 4) Velocidade constante ? Tração F = componente do peso + atrito = 86,8 + 73,9 ˜ 160,7 N (˜161 N). 5) Trabalho W = F·d = 160,7 N · 5,0 m ˜ 803,5 J (˜8,04·10² J).
Explicação
A análise envolve calcular as forças que atuam sobre o carrinho, considerando o peso, a força de atrito e a inclinação da rampa. A força de tração é determinada pela soma da componente do peso que age paralelamente à rampa e a força de atrito, resultando em uma força total que mantém o carrinho em movimento constante. O trabalho realizado pela força de tração é obtido multiplicando essa força pelo deslocamento ao longo da rampa.
Raio-X da questão
força de tração e trabalho
avaliacao
força e movimento · trabalho e energia
Revisar as leis de Newton e o conceito de trabalho em física.
O aluno pode confundir a força de tração com a força de atrito, calculando incorretamente a força resultante.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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