Num parque de diversões, uma roda gigante gira em torno de seu eixo horizontal com velocidade angular…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Num parque de diversões, uma roda gigante gira em torno de seu eixo horizontal com velocidade angular constante. Considerando uma criança sentada em um banco dessa roda gigante, assinale a alternativa correta. (UFPR 2005)
- A) A criança fica sujeita a uma aceleração centrípeta devido ao giro da roda.
- B) A criança está sujeita a uma aceleração tangencial.
- C) O peso aparente da criança é constante.
- D) A velocidade tangencial da criança independe da distância entre o banco e o centro da roda gigante.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Como a roda gira com velocidade angular constante, a criança descreve um movimento circular uniforme em torno do eixo. Nesse tipo de movimento, a velocidade escalar é constante, mas a direção da velocidade muda continuamente, por isso existe aceleração. Essa aceleração aponta para o centro da circunferência e é chamada de centrípeta. Passo 2: O módulo da aceleração centrípeta é a_cp = ω^2 r, em que ω é a velocidade angular e r é o raio da trajetória. Como ω é constante e r é diferente de zero, a criança está sujeita a essa aceleração, o que torna a alternativa A correta. Passo 3: A alternativa B está errada porque a aceleração tangencial é a = dv/dt na direção do movimento; como a velocidade escalar é constante, essa componente é nula. Passo 4: A alternativa C está errada porque o peso aparente depende da força normal do banco, que varia ao longo da volta: é menor no ponto mais alto e maior no ponto mais baixo. Passo 5: A alternativa D está errada porque a velocidade tangencial é v = ω r, que cresce com a distância r ao centro, portanto depende de r. Conclusão: a alternativa correta é a A, de acordo com o gabarito oficial.
💡 Dica: Analise o movimento circular e as forças atuantes na criança.
Alternativa por alternativa
CORRETA. A criança está sujeita a uma aceleração centrípeta, pois a roda gigante gira com velocidade angular constante, e essa aceleração aponta para o centro da roda.
O aluno acha que, como a criança está sempre mudando de posição e de direção, deve existir uma aceleração na direção do movimento. Ele confunde a aceleração tangencial com a centrípeta ou com a variação de direção da velocidade.
O aluno pensa que, como a roda gira com velocidade constante, o peso da criança também não muda. Ele ignora que a força normal exercida pelo banco varia conforme a posição, e que o peso aparente depende dessa força.
O aluno acredita que, como a roda gira com velocidade angular constante, todos os pontos da roda têm a mesma velocidade. Ele não percebe que a velocidade tangencial v = ω r depende do raio, então pontos mais afastados do eixo são mais rápidos.
Raio-X da questão
movimento circular e forças
diagnostico
movimento circular uniforme · força centrípeta
estude movimento circular e forças centrípetas
Confundir força centrípeta com força centrífuga ou esquecer que a força centrípeta é dirigida para o centro da roda.
pensamento_critico
cotidiano
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