Em uma ladeira de escola, um carrinho de brinquedo desce cada vez mais rápido quando é solto do alto, sem ser…
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 ladeira de escola, um carrinho de brinquedo desce cada vez mais rápido quando é solto do alto, sem ser empurrado. — Qual explicação dinâmica melhor justifica esse aumento de velocidade?
- A) O carrinho aumenta de velocidade porque o atrito com a ladeira o empurra para baixo ao longo do trajeto.
- B) A força peso atua inteira na direção da descida e, por isso, o carrinho acelera na mesma intensidade durante todo o percurso.
- C) A componente do peso paralela à ladeira gera uma força resultante que faz o carrinho acelerar para baixo.
- D) O carrinho ganha velocidade porque a massa dele aumenta durante a descida, o que faz a força crescer continuamente.
- E) A rapidez maior ocorre porque o carrinho já estava em movimento no alto e, por isso, continua descendo cada vez mais rápido.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- O carrinho é solto do alto, então sua velocidade inicial é zero. Para que a velocidade aumente, deve existir uma força resultante na direção do movimento, e a explicação dinâmica precisa identificar essa força. Passo 2: Sobre a ladeira, o peso (massa vezes g, vertical e para baixo) se decompõe em duas componentes: uma perpendicular à superfície, equilibrada pela reação normal, e uma paralela à ladeira, que aponta para baixo no sentido da descida. Passo 3: A componente paralela não é equilibrada por nenhuma força nessa direção, pois o atrito, quando existe, age para cima, contra o movimento. Logo há uma força resultante para baixo e, pela segunda lei de Newton (F = m vezes a), surge uma aceleração no sentido da descida, e a velocidade cresce. Passo 4: Por que as outras estão erradas: A) o atrito se opõe ao movimento, então atua para cima e não empurra o carrinho para baixo. B) o peso não atua inteiro na direção da descida, apenas sua componente paralela; a outra parte é perpendicular à superfície. D) a massa do carrinho não aumenta durante a descida e a força peso é constante, não crescendo. E) o carrinho parte do repouso, então não há movimento prévio a ser mantido; a aceleração vem da força resultante, não de uma suposta continuidade do movimento. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Pense na componente do peso paralela à ladeira.
Alternativa por alternativa
Atribui ao atrito o papel de empurrar o carrinho para baixo, invertendo o sentido da força de atrito, que na verdade se opõe ao movimento.
Por que engana: Confundir peso total com componente paralela ao plano.
Acredita que todo o peso atua ao longo da ladeira, ignorando a decomposição do vetor peso em componentes paralela e perpendicular à superfície.
Expressa corretamente a análise dinâmica do plano inclinado: o peso pode ser decomposto, e sua componente paralela à superfície produz a força resultante responsável pela aceleração do carrinho.
Associa o aumento da velocidade a um aumento da massa ou da força, usando a intuição de que algo que cresce na descida é a causa do movimento, sem considerar que a massa é constante.
Confunde inércia com movimento que se mantém sozinho, achando que o carrinho acelera por já estar em movimento, sem perceber que ele foi solto do repouso.
Raio-X da questão
Força resultante em plano inclinado.
Identificar a força
Peso e força gravitacional. · Decomposição vetorial de forças.
Decomposição do peso em componentes.
Confundir peso total com componente paralela ao plano.
Mobilidade e segurança em espaços escolares.
Raciocínio crítico.
Plano inclinado coti
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