Durante uma atividade de Física, estudantes acompanharam o deslocamento de um robô de entrega em um corredor…
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
Durante uma atividade de Física, estudantes acompanharam o deslocamento de um robô de entrega em um corredor reto. Um gráfico de posição em função do tempo mostrou que, a cada intervalo de 2 s, o robô avançava 4 m: 0 m, 4 m, 8 m e 12 m nos instantes sucessivos. Nesse trecho, não houve mudança na direção do movimento. Considerando os dados do gráfico, qual descrição é compatível com a força resultante que atua sobre o robô nesse trecho?
- A) A força resultante aponta no sentido do movimento e mantém a velocidade do robô constante durante o percurso.
- B) O robô permanece em repouso, pois sua posição apenas foi registrada em instantes diferentes; assim, a força resultante é nula.
- C) O robô se move com velocidade constante, portanto a força exercida por cada motor sobre ele é nula.
- D) O robô se move com velocidade constante e aceleração diferente de zero, pois continua recebendo forças durante o deslocamento.
- E) O robô se move com velocidade constante e aceleração nula, condição compatível com força resultante nula.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Os dados do gráfico dão as posições 0 m, 4 m, 8 m e 12 m nos instantes 0 s, 2 s, 4 s e 6 s. Passo 2: Calculando a velocidade média em cada intervalo, temos 4 m / 2 s = 2 m/s, sempre o mesmo valor, então a velocidade é constante. Passo 3: Velocidade constante significa aceleração nula, pois a aceleração é a variação da velocidade no tempo e aqui essa variação é zero. Passo 4: Pela segunda lei de Newton, a força resultante é massa vezes aceleração; com aceleração nula, a força resultante é nula. Isso não significa que não há forças atuando: os motores podem empurrar o robô enquanto o atrito ou outra força equilibra essa ação. Passo 5: A alternativa E é a única compatível com esses dados. Por que as outras estão erradas: A afirma uma força resultante no sentido do movimento, o que produziria aceleração, contrariando a velocidade constante. B afirma repouso, mas o robô muda de posição a cada 2 s, então não está em repouso. C conclui que a força dos motores é nula, mas um movimento uniforme só exige resultante nula, não ausência de forças individuais. D afirma aceleração diferente de zero, o que contradiz a velocidade constante observada no gráfico. Conclusão: o gabarito oficial E está correto.
💡 Dica: Lembre-se: velocidade constante implica aceleração nula e força resultante nula.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que, para manter o movimento, é preciso haver força resultante no sentido do deslocamento, confundindo a ideia de manter a velocidade com a necessidade de empurrar continuamente.
O aluno confunde a ideia de estar em repouso com a de estar em movimento uniforme, achando que, por a posição ter sido registrada em instantes diferentes, o robô estaria parado.
O aluno entende que velocidade constante exige que nenhuma força atue sobre o corpo, ignorando que a força dos motores pode ser equilibrada pelo atrito, de modo que a resultante seja nula.
O aluno associa a presença de forças à existência de aceleração, imaginando que um corpo que continua recebendo forças deve estar acelerando, mesmo com velocidade constante.
Por que engana: Confundir força constante com força nula durante movimento com velocidade constante.
Como o robô percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais, sua velocidade permanece constante. Logo, sua aceleração é nula e, pela segunda lei de Newton, a força resultante também é nula.
Raio-X da questão
Força resultante e sua relação com aceleração e velocidade.
Identificar relação
Entendimento básico de movimento retilíneo uniforme. · Conceito de força como causa de aceleração.
Definição de velocidade constante e aceleração nula.
Confundir força constante com força nula durante movimento com velocidade constante.
Situação simples, de
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