Em um teste de segurança viária, um boneco de massa 70 kg é colocado no banco dianteiro de um carro. Ao…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Em um teste de segurança viária, um boneco de massa 70 kg é colocado no banco dianteiro de um carro. Ao ocorrer uma frenagem brusca, o veículo reduz sua velocidade com aceleração média de módulo 8,0 m/s². Considerando que o cinto de segurança é o responsável por produzir, no boneco, a aceleração média necessária para acompanhá-lo durante a frenagem, determine o módulo da força média exercida pelo cinto. Despreze outras forças horizontais e use a relação F = m·a. Com base nos dados do teste, qual é o módulo da força média exercida pelo cinto de segurança sobre o boneco?
- A) A força média exercida pelo cinto é igual a 70 N.
- B) A força média exercida pelo cinto é igual a 8,0 N.
- C) A força média exercida pelo cinto é igual a 78 N.
- D) A força média exercida pelo cinto é igual a 560 N.
- E) A força média exercida pelo cinto é igual a 686 N.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A massa do boneco é m = 70 kg e o módulo da aceleração média produzida pelo cinto é a = 8,0 m/s². Como o cinto deve produzir essa aceleração para acompanhar o boneco, a força média do cinto é a força resultante horizontal sobre ele. Passo 2: Aplique a segunda lei de Newton, F = m·a. Substituindo os valores, F = 70 × 8,0 = 560 N. Passo 3: Confira a unidade. Massa em quilogramas vezes aceleração em metros por segundo ao quadrado resulta em newtons, então a unidade está correta. Passo 4: Por que as outras alternativas estão erradas. A alternativa A (70 N) apenas repete a massa e ignora a aceleração. A alternativa B (8,0 N) usa só a aceleração e ignora a massa. A alternativa C (78 N) soma massa e aceleração, quando a relação exige multiplicação. A alternativa E (686 N) usa 9,8 m/s², que é a aceleração da gravidade, e não a aceleração do carro, confundindo a força peso com a força do cinto. Passo 5: Conclusão. Como o cinto é a única força horizontal considerada, a força média exercida pelo cinto sobre o boneco tem módulo de 560 N, o que confirma o gabarito D.
💡 Dica: Aplique a fórmula F = m·a para encontrar a força.
Alternativa por alternativa
O aluno considerou que a força é igual à massa do boneco e não multiplicou pela aceleração, como se a força fosse apenas um valor já dado pelo enunciado.
O aluno usou apenas o valor da aceleração como resposta, esquecendo que a relação F = m·a exige multiplicar pela massa.
O aluno somou a massa com a aceleração (70 + 8,0 = 78) em vez de multiplicá-las, aplicando uma operação incorreta sobre a fórmula.
Por que engana: Confundir a aceleração do carro com a aceleração da gravidade, aplicando 9,8 m/s² em vez de 8,0 m/s² na fórmula da força.
Pela segunda lei de Newton, o módulo da força resultante horizontal é F = m·a. Assim, F = 70 kg × 8,0 m/s² = 560 N. A força do cinto tem sentido oposto ao movimento do boneco, mas seu módulo é 560 N.
O aluno usou a aceleração da gravidade (9,8 m/s²) no lugar da aceleração de frenagem do carro, confundindo a força do cinto com o peso do boneco.
Raio-X da questão
força e aceleração
avaliacao
força e aceleração · unidades do SI
Revisar a relação entre força, massa e aceleração na segunda lei de Newton.
Confundir a aceleração do carro com a aceleração da gravidade, aplicando 9,8 m/s² em vez de 8,0 m/s² na fórmula da força.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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