Um drone militar tem massa m = 5 kg; os motores geram empuxo total de 60 N. Considerando g = 10 m/s², calcule…
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 drone militar tem massa m = 5 kg; os motores geram empuxo total de 60 N. Considerando g = 10 m/s², calcule a aceleração vertical inicial do drone (m/s²) e indique o sentido.
- A) A aceleração é 3 m/s² para baixo.
- B) A aceleração é 1 m/s² para cima.
- C) A aceleração é 10 m/s² para cima.
- D) O drone não acelera; permanece em repouso.
- E) 2 m/s² para cima
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identificar as forças verticais sobre o drone. O empuxo dos motores é de 60 N para cima. O peso é P = m x g = 5 x 10 = 50 N para baixo.
- Calcular a força resultante. Tomando o sentido para cima como positivo, Fr = 60 - 50 = 10 N, para cima.
- Aplicar a Segunda Lei de Newton, Fr = m x a. Assim, a = 10 / 5 = 2 m/s², no sentido para cima. Logo, a alternativa E está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Analisar as demais alternativas. A está errada porque a aceleração é para cima, não para baixo, e o valor 3 m/s² não resulta dos dados. B está errada porque o valor 1 m/s² não resulta de Fr = 10 N com m = 5 kg. C está errada porque a aceleração não é igual a g, já que o empuxo não cancela o peso por completo e a força resultante é de apenas 10 N. D está errada porque o drone só ficaria em repouso se o empuxo fosse igual ao peso (50 N), o que não ocorre com 60 N.
- Observação sobre o enunciado. A alternativa E não repete a frase completa das outras, mas o valor e o sentido estão corretos, por isso não há divergência com o gabarito.
💡 Dica: Aplique a segunda lei de Newton para encontrar a aceleração.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente inverteu o sentido da resultante, supondo que o peso vence o empuxo, e obteve um valor que não corresponde a nenhuma combinação correta dos dados (60 e 50 N com m = 5 kg).
O aluno provavelmente acertou o sentido, mas dividiu a força resultante de 10 N por 10 (valor de g) em vez de dividir pela massa de 5 kg, ou confundiu massa com peso.
Por que engana: Confundir a direção do empuxo e a força gravitacional, resultando em um cálculo incorreto da aceleração.
O aluno provavelmente assumiu que a aceleração é igual à gravidade (10 m/s²), ignorando que o peso atua em sentido oposto ao empuxo e que a força resultante é a soma vetorial das duas forças.
O aluno provavelmente imaginou que, por o drone estar voando, as forças se anulam sempre, sem verificar se o empuxo é igual ao peso; como 60 N não é igual a 50 N, a resultante não é nula.
Força resultante = empuxo - peso = 60 N - m·g = 60 - 50 = 10 N. Aplicando F = m·a, a = 10 N / 5 kg = 2 m/s² para cima.
Raio-X da questão
aceleração de um drone
avaliacao
segunda lei de Newton · forças atuantes
Revisar a segunda lei de Newton e suas aplicações em problemas de movimento.
Confundir a direção do empuxo e a força gravitacional, resultando em um cálculo incorreto da aceleração.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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