FísicaUERJBNCC EM13CNT203Difícil⏱ medio

Um portão fixado a uma coluna está articulado nos pontos P1 e P2, conforme ilustra a imagem a seguir, que…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT203

Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, 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

Um portão fixado a uma coluna está articulado nos pontos P1 e P2, conforme ilustra a imagem a seguir, que indica também três outros pontos: O, A e B. Sabe-se que OB = 2,4 m e OA = 0,8 m. Para abrir o portão, uma pessoa exerce uma força perpendicular de 20 N no ponto B, produzindo um momento resultante MB. O menor valor da força que deve ser aplicada no ponto A para que o momento resultante seja igual a MB, em newtons, corresponde a: (UERJ 2020)

A) 15
B) 30
C) 45
D) 60

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Identifique a grandeza envolvida. O momento de uma força em relação ao ponto O é o produto da força pelo braço de alavanca, isto é, pela distância perpendicular do ponto O até a linha de ação da força. Passo 2: Calcule o momento MB. A força de 20 N é perpendicular ao portão no ponto B, e o braço é OB = 2,4 m. Logo, MB = 20 x 2,4 = 48 N.m. Passo 3: Imponha a condição do problema. Para que a força aplicada em A produza o mesmo momento, F x OA = 48 N.m. Como OA = 0,8 m, F = 48 / 0,8 = 60 N. Passo 4: Justifique por que esse valor é o menor possível. O braço de alavanca é máximo quando a força é perpendicular ao segmento OA. Qualquer outra direção reduz a componente perpendicular da força e o braço efetivo, exigindo uma força maior. Assim, 60 N é o menor valor, o que corresponde à alternativa D. Passo 5: Por que as outras alternativas estão erradas. A alternativa A (15 N) resulta de somar as distâncias OA + OB = 3,2 m e dividir 48 por esse valor, o que não tem sentido físico, pois o braço é OA. A alternativa B (30 N) resulta de usar 1,6 m (a diferença OB - OA) como braço, o que corresponde à distância AB, não ao braço do momento em relação a O. A alternativa C (45 N) decorre de um erro de cálculo ao dividir 48 por 0,8, já que o resultado correto é 60.

💡 Dica: Use a fórmula do momento de força e iguale os momentos para encontrar a força em A.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Aluno que soma as distâncias OA e OB (3,2 m) e usa essa soma como braço de alavanca, dividindo 48 N.m por 3,2 m.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

Aluno que subtrai as distâncias (2,4 - 0,8 = 1,6 m) e usa a distância AB como braço, em vez de OA, que é o braço em relação ao ponto O.

Por que engana: Confundir a relação entre força e distância no cálculo do momento, ou esquecer que a força deve ser perpendicular ao braço de alavanca.

C Erradaerro: Atenção

Aluno que encontra o momento corretamente, mas erra a divisão por 0,8 ou usa um braço aproximado de cerca de 1,07 m, obtendo 45 N em vez de 60 N.

D Correta

CORRETA. O momento em B é 20 N × 2,4 m = 48 N·m; para obter o mesmo momento em A (0,8 m), a força deve ser 48 N·m ÷ 0,8 m = 60 N.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado depende_imagem

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 progressao

🎯 Conceito central

momento de força, alavanca, torque

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força e torque

📚 Reveja

estude o conceito de momento de força e alavancas

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre força e distância no cálculo do momento, ou esquecer que a força deve ser perpendicular ao braço de alavanca.

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cotidiano

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