FísicaUFPRBNCC EM13CNT203Difícil⏱ medio

A figura abaixo mostra um sistema utilizado em laboratórios de física para se demonstrar a aplicação das leis…

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

A figura abaixo mostra um sistema utilizado em laboratórios de física para se demonstrar a aplicação das leis de Newton. A massa do bloco A é 2,0 kg e do bloco B é 5,0 kg. Após o sistema entrar em movimento no sentido indicado na figura, determinou-se que a aceleração do conjunto vale 6,0 m/s2. Supondo que a corda seja inextensível e de massa desprezível, e que a aceleração da gravidade seja de 10 m/s2, avalie as seguintes afirmativas: I. A força de tração no fio que liga os blocos vale 20 N. II. A força resultante sobre o bloco A vale 12 N. III. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco A e a mesa é 0,2. Assinale a alternativa correta. (UFPR 2005)

A) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
B) Somente a afirmativa I é verdadeira.
C) Somente a afirmativa II é verdadeira.
D) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique as forças. Pelo sentido do movimento indicado na figura, o bloco B desce e puxa o bloco A pela corda, e há atrito entre o bloco A e a mesa, que se opõe ao movimento. Use g = 10 m/s^2 e a = 6,0 m/s^2.
Aplique a segunda lei de Newton ao bloco B. Peso de B menos tração: P_B - T = m_B·a. Com P_B = 5,0 · 10 = 50 N, temos 50 - T = 5,0 · 6,0 = 30, logo T = 20 N. A afirmativa I é verdadeira.
Calcule a força resultante sobre o bloco A. Ela é R_A = m_A·a = 2,0 · 6,0 = 12 N. A afirmativa II é verdadeira.
Verifique o atrito. No bloco A, a tração (20 N) puxa para frente e o atrito age para trás: T - f_at = m_A·a, então 20 - f_at = 12 e f_at = 8 N. Como a força normal sobre A é N = m_A·g = 20 N, o coeficiente é μ = 8/20 = 0,4. A afirmativa III é falsa, pois o coeficiente é 0,4 e não 0,2.
Conclua. Somente as afirmativas I e II são verdadeiras, o que corresponde à alternativa A. A alternativa B está errada porque a II também é verdadeira. A alternativa C está errada porque a I também é verdadeira. A alternativa D está errada porque a III é falsa.

💡 Dica: Calcule as forças e aceleração usando as leis de Newton e dados fornecidos.

Alternativa por alternativa

A Correta

CORRETA. A força de tração no fio é 20 N, calculada pela segunda lei de Newton para o bloco A (T = m_A * a = 2 * 6 = 12 N + atrito, totalizando 20 N). A força resultante sobre o bloco A é 12 N, que corresponde à massa vezes a aceleração (2 * 6). O coeficiente de atrito não é 0,2, pois o cálculo correto indica valor diferente.

B Erradaerro: Conceitual

Acredita que a resultante sobre o bloco A é igual à própria tração (20 N), esquecendo que o atrito também atua sobre A e que a resultante é m_A·a. Por isso rejeita a afirmativa II.

C Erradaerro: Procedimental

Aplica a segunda lei de Newton ao bloco B sem considerar o peso dele, usando T = m_B·a = 30 N, ou ignora o movimento de B. Por isso rejeita a afirmativa I.

D Erradaerro: Procedimental

Calcula corretamente o atrito de 8 N, mas divide por um peso errado (por exemplo, 40 N, como se a massa de A fosse 4 kg), obtendo μ = 0,2 e aceitando a afirmativa III.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado depende_imagem

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

leis de Newton, força, aceleração

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

leis de Newton · força e aceleração

📚 Reveja

Estude as leis de Newton e cálculo de forças em sistemas com atrito.

⚠️ Erro mais comum

Confundir as forças atuantes e esquecer de considerar o atrito ou a massa dos blocos.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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