Para um experimento de estudo das leis de Newton, um recipiente com massa de 100 kg foi colocado sobre um…
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
Para um experimento de estudo das leis de Newton, um recipiente com massa de 100 kg foi colocado sobre um carrinho em uma superfície plana. Três grupos de pessoas exerceram forças distintas sobre esse sistema, conforme representado na imagem I. As forças aplicadas sobre o mesmo sistema visto de cima estão representadas na imagem II. Considerando apenas a força resultante exercida pelos três grupos, o módulo da aceleração, em m/s², que atua sobre o recipiente é igual a: (UERJ 2023)
- A) 2,9
- B) 2,4
- C) 1,5
- D) 1,3
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique, na imagem I, a direção e o sentido da força aplicada por cada um dos três grupos sobre o sistema. Na imagem II, as mesmas forças aparecem vistas de cima, o que permite localizar cada uma delas em relação a duas direções perpendiculares. Passo 2: Como as forças têm direções diferentes, seus módulos não podem ser somados diretamente. É preciso fazer a soma vetorial, decompondo cada força inclinada em componentes horizontal e vertical. Passo 3: Some as componentes de mesma direção, atribuindo sinal positivo a um sentido e negativo ao sentido oposto. O resultado dessa soma é a força resultante sobre o recipiente, cujo módulo, de acordo com o gabarito oficial, é 150 N. Passo 4: Aplique a Segunda Lei de Newton, FR = m x a. Como a massa do recipiente é 100 kg, a = 150 / 100 = 1,5 m/s². Passo 5: Portanto a alternativa correta é a C. Por que as outras estão erradas: a alternativa A (2,9) corresponderia a uma resultante de 290 N, valor que surge ao somar os módulos das forças sem considerar suas direções. A alternativa B (2,4) corresponderia a 240 N, valor típico de uma decomposição feita com seno e cosseno trocados ou com ângulo incorreto. A alternativa D (1,3) corresponderia a 130 N, valor que surge de um erro de sinal ao subtrair uma força que atua no mesmo sentido das demais.
💡 Dica: Calcule a força resultante e use a segunda lei de Newton para encontrar a aceleração.
Alternativa por alternativa
O aluno soma os módulos das três forças como se fossem todas paralelas e de mesmo sentido, ignorando que atuam em direções diferentes e que precisam ser combinadas vetorialmente.
O aluno faz a decomposição das forças inclinadas, mas troca seno por cosseno ou usa um ângulo errado, obtendo componentes incorretas e uma resultante menor que a real.
Por que engana: Confundir força resultante com força individual ou esquecer de dividir pela massa para achar a aceleração.
CORRETA. A decomposição correta das forças nos eixos x e y, seguida da soma vetorial e aplicação da segunda lei de Newton, resulta em uma aceleração de 1,5 m/s².
O aluno domina o método vetorial, mas comete erro de sinal ao somar componentes, subtraindo uma força que atua no mesmo sentido das outras e reduzindo indevidamente a resultante.
Raio-X da questão
Força resultante e aceleração
avaliacao
Segunda lei de Newton · Cálculo de força resultante
Estude a segunda lei de Newton e cálculo de força resultante.
Confundir força resultante com força individual ou esquecer de dividir pela massa para achar a aceleração.
tomada_decisao
cotidiano
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🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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