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Física3ª sérieBNCC EM13CNT301Fácil⏱ medio

— Antes de liberar a torre de iluminação para o evento noturno, precisamos definir o contrapeso — afirmou a…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT301

Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

— Antes de liberar a torre de iluminação para o evento noturno, precisamos definir o contrapeso — afirmou a técnica responsável pela montagem na praça. O fabricante informa que, sob a ação máxima prevista do vento, a estrutura tende a girar em torno da borda da base com momento de tombamento de 900 N m. Para haver margem de segurança, o momento produzido pelo contrapeso deve ser de, no mínimo, 1 080 N m. No modelo adotado, o contrapeso atua do lado oposto ao tombamento, e seu momento é calculado por M = m x g x d, em que m é a massa, em kg, g = 10 m/s^2, e d é a distância, em m, entre o contrapeso e a borda que funciona como eixo de giro. A equipe dispõe de massas e hastes que permitem diferentes posições. Elabore a especificação de contrapeso que atende ao critério de segurança indicado no texto-base.

  1. A) Instalar 100 kg de contrapeso a 0,9 m do eixo de giro.
  2. B) Instalar 50 kg de contrapeso a 2,0 m do eixo de giro.
  3. C) Instalar 80 kg de contrapeso a 1,5 m do eixo de giro.
  4. D) Instalar 60 kg de contrapeso a 1,5 m do eixo de giro.
  5. E) Instalar 80 kg de contrapeso a 1,0 m do eixo de giro.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

  1. O critério é que o momento do contrapeso seja de no mínimo 1080 N m, e o momento é dado por M = m x g x d, com g = 10 m/s^2. Passo 2: Para cada alternativa, calcula-se M = m x 10 x d e verifica-se se M é maior ou igual a 1080. Passo 3: Alternativa A: 100 x 10 x 0,9 = 900 N m, abaixo de 1080, portanto insuficiente; ela iguala apenas o momento de tombamento, sem a margem exigida. Passo 4: Alternativa B: 50 x 10 x 2,0 = 1000 N m, ainda abaixo de 1080, insuficiente apesar da distância grande. Passo 5: Alternativa C: 80 x 10 x 1,5 = 1200 N m, que é maior que 1080 e atende ao critério de segurança. Passo 6: Alternativa D: 60 x 10 x 1,5 = 900 N m, insuficiente, pois não supera o próprio momento de tombamento. Passo 7: Alternativa E: 80 x 10 x 1,0 = 800 N m, insuficiente, pois a distância reduzida diminui o momento mesmo com massa maior. Passo 8: Conclusão: somente a alternativa C satisfaz a condição, coincidindo com o gabarito oficial.

💡 Dica: Calcule o momento do contrapeso usando a fórmula e compare com o momento mínimo exigido.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretação

O aluno calcula corretamente 900 N m, mas considera suficiente igualar o momento de tombamento, ignorando a margem de segurança de 1080 N m exigida pelo texto.

B Erradaerro: Interpretação

O aluno acha que, por a distância ser grande, o momento já é adequado, e não compara o resultado 1000 N m com o mínimo de 1080 N m, ficando perto do valor exigido sem atingi-lo.

C Correta

Produz M = 80 x 10 x 1,5 = 1 200 N m, valor superior ao mínimo de 1 080 N m.

D Erradaerro: Interpretação

O aluno obtém 900 N m e considera que a estrutura estaria equilibrada, sem perceber que o contrapeso precisa superar o tombamento com a margem de 1080 N m.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que a massa maior compensa a distância pequena, sem perceber que o momento depende do produto massa por distância e que 80 x 1,0 gera apenas 800 N m.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil
Bloom Criar
Leitura medio
Discriminação medio
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 consolidacao
🎯 Conceito central

momento de força e equilíbrio

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

momento de força · equilíbrio de torques

📚 Reveja

estude cálculo de momento de força e equilíbrio de torques

⚠️ Erro mais comum

Confundir a fórmula do momento ou esquecer de considerar a margem de segurança no cálculo.

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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