Em uma atividade de Física, estudantes analisaram um carrinho submetido a diferentes forças resultantes…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de Física, estudantes analisaram um carrinho submetido a diferentes forças resultantes, mantendo sua massa constante em 2,0 kg. Os dados registrados foram: força resultante de 1,0 N e aceleração de 0,5 m/s²; força resultante de 2,0 N e aceleração de 1,0 m/s²; força resultante de 3,0 N e aceleração de 1,5 m/s². Esses resultados foram representados em um gráfico da força resultante em função da aceleração. Com base nos dados do experimento, qual frase comunica corretamente a relação entre a força resultante e a aceleração do carrinho?
- A) Mantida a massa, a aceleração depende somente da velocidade inicial.
- B) Mantida a massa, dobrar a força resulta em dobrar a aceleração.
- C) Mantida a massa, aumentar a força não altera a aceleração do carrinho.
- D) Mantida a massa, dobrar a força resulta em reduzir pela metade a aceleração.
- E) Mantida a massa, dobrar a força resulta em quadruplicar a aceleração.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique a relação física envolvida. Pela segunda lei de Newton, a força resultante é igual ao produto da massa pela aceleração (F = m·a).
- Verifique os dados com a massa constante de 2,0 kg. Para F = 1,0 N e a = 0,5 m/s², F/a = 2,0 (kg). Para F = 2,0 N e a = 1,0 m/s², F/a = 2,0 (kg). Para F = 3,0 N e a = 1,5 m/s², F/a = 2,0 (kg). A razão F/a permanece igual a 2,0 kg em todos os casos, o que confirma que a força e a aceleração são diretamente proporcionais quando a massa é constante.
- Interprete a proporcionalidade direta. Se a força dobra, a aceleração também dobra. Por exemplo, de 1,0 N para 2,0 N, a aceleração foi de 0,5 para 1,0 m/s². Logo, a alternativa B é a correta.
- Analise as demais alternativas. A está errada porque a aceleração depende da força resultante e da massa, não da velocidade inicial. C está errada porque a aceleração aumenta com a força, como mostram os dados. D está errada porque dobrar a força não reduz a aceleração pela metade; isso descreveria uma relação inversa, que não aparece nos dados. E está errada porque a relação é linear, e não quadrática, então dobrar a força não quadruplica a aceleração.
- Conclusão. A frase que comunica corretamente a relação observada é a B, e ela coincide com o gabarito oficial. O enunciado cita um gráfico, mas os três pares de valores já estão no texto, o que basta para a conclusão.
💡 Dica: Analise a relação entre força e aceleração no gráfico para identificar a frase correta.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a aceleração de um corpo depende do estado de movimento inicial, como a velocidade inicial, e ignora que a aceleração decorre da força resultante aplicada.
Por que engana: Confundir a relação direta entre força e aceleração, acreditando que aumentar a força não impacta a aceleração.
Pela segunda lei de Newton, a força resultante é dada por F = m·a. Como a massa do carrinho permanece constante, força resultante e aceleração são diretamente proporcionais: quando a força dobra, a aceleração também dobra. Os dados confirmam essa relação, pois 1,0 N produz 0,5 m/s² e 2,0 N produz 1,0 m/s².
O aluno pensa que a força apenas mantém ou inicia o movimento e não altera a aceleração, uma concepção próxima da intuição aristotélica de que a força está ligada à velocidade e não à variação dela.
O aluno inverte a relação e supõe que a aceleração diminui quando a força aumenta, como se a aceleração fosse igual a m/F, confundindo proporção direta com inversa.
O aluno supõe uma relação quadrática entre força e aceleração, como ocorre na energia cinética, e conclui que dobrar a força quadruplica a aceleração, sem verificar os dados da tabela.
Raio-X da questão
relação força e aceleração
avaliacao
relação entre força e massa · segunda lei de Newton
Revisar a segunda lei de Newton e interpretação de gráficos.
Confundir a relação direta entre força e aceleração, acreditando que aumentar a força não impacta a aceleração.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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