Em uma atividade de Física, dois carrinhos são puxados horizontalmente por forças resultantes de mesma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de Física, dois carrinhos são puxados horizontalmente por forças resultantes de mesma intensidade, 12 N, sobre uma pista praticamente sem atrito. O carrinho A tem massa de 3 kg, enquanto o carrinho B tem massa de 6 kg. Nessa situação, a aceleração de cada carrinho depende da força resultante e de sua massa. Considerando os dados do experimento e a segunda lei de Newton, qual relação compara corretamente as acelerações dos carrinhos A e B?
- A) A aceleração do carrinho A é duas vezes a aceleração do carrinho B.
- B) A aceleração do carrinho A é três vezes a aceleração do carrinho B.
- C) A aceleração do carrinho A é quatro vezes a aceleração do carrinho B.
- D) A aceleração do carrinho A é metade da aceleração do carrinho B.
- E) A aceleração do carrinho A é igual à aceleração do carrinho B.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. As forças resultantes dos dois carrinhos são iguais, 12 N. A massa de A é 3 kg e a de B é 6 kg.
- Aplique a segunda lei de Newton, F = m x a, isolando a aceleração: a = F / m.
- Calcule a aceleração de A: a_A = 12 / 3 = 4 m/s^2.
- Calcule a aceleração de B: a_B = 12 / 6 = 2 m/s^2.
- Compare as duas: a_A / a_B = 4 / 2 = 2, ou seja, a aceleração de A é o dobro da de B. Logo, a alternativa A está correta, e isso coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. B afirma que a razão seria 3, mas a razão entre as massas é 6/3 = 2, e não 3. C afirma que a razão seria 4, o que corresponderia ao quadrado da razão das massas, mas a aceleração é inversamente proporcional à massa, não ao seu quadrado. D inverte a relação, dizendo que A acelera metade de B, quando na verdade o carrinho mais leve é que acelera mais. E diz que as acelerações são iguais, o que só ocorreria se as massas fossem iguais, e não é o caso.
💡 Dica: aplicar a=F/m para cada carrinho e comparar
Alternativa por alternativa
Pela segunda lei de Newton, a aceleração é dada pela força resultante dividida pela massa. Como as forças são iguais, o carrinho de menor massa apresenta maior aceleração: a_A = 12/3 = 4 m/s^2 e a_B = 12/6 = 2 m/s^2. Portanto, a aceleração de A é duas vezes a de B.
Provavelmente subtraiu as massas (6 - 3 = 3) e tomou essa diferença como se fosse a razão entre as acelerações, em vez de dividir as massas.
Provavelmente elevou a razão das massas ao quadrado (2^2 = 4), supondo que a aceleração varia com o quadrado da massa, quando na verdade ela varia inversamente com a massa.
Provavelmente inverteu a relação e concluiu que, por ser mais leve, o carrinho A acelera menos, quando a menor massa resulta em maior aceleração para a mesma força.
Por que engana: confundir relação direta entre força e aceleração com relação entre massa e aceleração
Provavelmente acreditou que, como as forças são iguais, as acelerações também serão iguais, ignorando que a massa diferente altera o resultado de a = F / m.
Raio-X da questão
segunda lei de Newton
relacionar força, ma
conceito de força · frações e proporções
proporcionalidade inversa entre massa e aceleração
confundir relação direta entre força e aceleração com relação entre massa e aceleração
experimento simplifi
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