Durante uma atividade de Física, estudantes analisaram dois carrinhos em um trilho horizontal quase sem…
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
Durante uma atividade de Física, estudantes analisaram dois carrinhos em um trilho horizontal quase sem atrito. Uma mesma força resultante horizontal, de 6 N, foi aplicada a cada carrinho. O carrinho I tinha massa de 2 kg e apresentou aceleração de 3 m/s²; o carrinho II tinha massa de 6 kg e apresentou aceleração de 1 m/s². Como as condições do trilho e a força aplicada eram as mesmas, os resultados foram comparados para interpretar a resposta dos carrinhos à interação. Com base nos dados do experimento, qual conceito da Dinâmica explica por que o carrinho de maior massa apresentou menor aceleração sob a mesma força resultante?
- A) O carrinho de maior massa apresenta menor aceleração porque uma massa maior faz a força resultante atuar com menor intensidade sobre o corpo.
- B) O carrinho de maior massa apresenta menor aceleração porque sua força resultante é anulada parcialmente pelo peso durante o movimento horizontal.
- C) A mesma força resultante produz a mesma aceleração nos dois carrinhos, pois a aceleração depende apenas da intensidade da força aplicada.
- D) O carrinho de maior massa apresenta menor aceleração porque a força aplicada precisa primeiro aumentar sua velocidade antes de produzir aceleração.
- E) A massa mede a inércia do corpo; por isso, para uma mesma força resultante, o carrinho de maior massa adquire menor aceleração, conforme a relação F = m · a.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A força resultante é F = 6 N nos dois carrinhos. Carrinho I: m = 2 kg e a = 3 m/s². Carrinho II: m = 6 kg e a = 1 m/s². Passo 2: Aplique a Segunda Lei de Newton, F = m · a, para verificar os dados. Carrinho I: a = 6/2 = 3 m/s², que confere com o experimento. Carrinho II: a = 6/6 = 1 m/s², que também confere. Passo 3: Como a força é a mesma, a aceleração é inversamente proporcional à massa. A massa foi triplicada (de 2 kg para 6 kg), e a aceleração caiu para um terço (de 3 m/s² para 1 m/s²). Passo 4: Essa resistência do corpo a mudanças em seu estado de movimento é a inércia, que na Dinâmica é medida pela massa. Por isso a alternativa E está correta, e o gabarito oficial concorda com essa análise. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A inverte a relação ao afirmar que a massa reduz a intensidade da força, quando a força é a mesma nos dois casos. B confunde o peso, que é vertical e equilibrado pela normal, com a força horizontal resultante, que não é reduzida por ele. C ignora a massa, mas os dados mostram acelerações diferentes sob a mesma força, o que prova que a aceleração depende também da massa. D confunde a causa da aceleração com a velocidade, pois a força produz aceleração imediatamente, sem precisar de velocidade prévia.
💡 Dica: Pense no que muda a dificuldade de acelerar um corpo.
Alternativa por alternativa
Acredita que a massa diminui a intensidade da força aplicada, quando na verdade a força é a mesma nos dois carrinhos. Confunde a massa com um fator que atenua a força.
Por que engana: Confundir massa com peso ou achar que a mesma força gera sempre a mesma aceleração.
Imagina que o peso do carrinho desconta a força horizontal resultante durante o movimento. O peso atua na vertical e é equilibrado pela normal, sem alterar a força horizontal.
Supõe que a aceleração depende somente da força, desconsiderando a massa do corpo. Isso contraria a relação F = m · a e os próprios dados do experimento.
Acredita que a força precisa primeiro aumentar a velocidade do corpo para só depois produzir aceleração. Confunde velocidade com aceleração, que é a variação da velocidade produzida pela força.
Pela segunda lei de Newton, a aceleração é determinada pela razão entre a força resultante e a massa: a = F/m. Assim, para 6 N, o carrinho de 2 kg apresenta 3 m/s², enquanto o de 6 kg apresenta 1 m/s². A maior massa corresponde à maior inércia, isto é, à maior resistência à alteração do estado de movimento.
Raio-X da questão
Inércia.
Reconhecer a relação
massa · força resultante
Segunda lei de Newton.
Confundir massa com peso ou achar que a mesma força gera sempre a mesma aceleração.
Persistência
Força e movimento em
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