Um pingo de chuva de massa m cai verticalmente sob a ação da gravidade e da força de atrito com o ar…
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
Um pingo de chuva de massa m cai verticalmente sob a ação da gravidade e da força de atrito com o ar. Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a g. Se o pingo já atingiu a velocidade terminal constante, a força de atrito com o ar tem módulo igual a (UECE 2012)
- A) 4mg.
- B) mg.
- C) 2mg.
- D) mg/2.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique as forças que atuam sobre o pingo de chuva na vertical: o peso, de módulo m·g, apontando para baixo, e a força de atrito com o ar, apontando para cima, oposta ao movimento.
- Lembre-se da condição de velocidade terminal. Ela é atingida quando a velocidade para de variar, ou seja, a aceleração é nula e o movimento passa a ser uniforme.
- Pela Segunda Lei de Newton, a resultante é igual a massa vezes a aceleração. Como a aceleração é zero, a resultante das forças também é zero: m·g (para baixo) menos F_atrito (para cima) = 0.
- Logo, F_atrito = m·g. A alternativa correta é a B.
- Por que as outras estão erradas: a alternativa A (4mg) superestima a força, pois o atrito deve equilibrar exatamente o peso e não quadruplicá-lo; a alternativa C (2mg) confunde o equilíbrio com a soma de forças iguais; a alternativa D (mg/2) sugere que o atrito seria metade do peso, o que levaria a uma resultante não nula e a pingo ainda acelerando.
- Observação: o gabarito oficial (B) está correto e coincide com a resolução obtida.
💡 Dica: Lembre-se que na velocidade terminal, a força de atrito equilibra o peso.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que o atrito com o ar deve ser maior que o peso para frear o pingo, multiplicando indevidamente a força por um fator arbitrário.
CORRETA. Na velocidade terminal, a força de atrito com o ar equilibra exatamente o peso do pingo, ou seja, tem módulo igual a mg.
O aluno supõe que a força de atrito deve ser o dobro do peso, talvez por somar o peso duas vezes ou por confundir equilíbrio com um desbalanceamento.
O aluno acha que, por o pingo ter velocidade constante, o atrito é apenas metade do peso, dividindo a força peso por dois sem considerar a resultante nula.
Raio-X da questão
velocidade terminal e forças
avaliacao
força peso · força de atrito
Estude equilíbrio de forças e velocidade terminal em queda livre.
Confundir a força de atrito com a força da gravidade ou não entender que na velocidade terminal as forças se equilibram.
pensamento_critico
cientifico
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