Durante uma atividade de Física, uma turma utiliza uma pista horizontal para analisar o movimento de duas…
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, uma turma utiliza uma pista horizontal para analisar o movimento de duas caixas. A caixa A tem massa de 2 kg, e a caixa B tem massa de 5 kg. As caixas são puxadas horizontalmente, com atrito desprezível e sem considerar a resistência do ar. O objetivo é produzir em ambas a mesma aceleração constante. Considerando a situação descrita e a relação entre força resultante, massa e aceleração, qual afirmação compara corretamente as forças necessárias para produzir o movimento das duas caixas?
- A) As duas caixas exigem forças de mesma intensidade.
- B) A caixa B exige uma força 2 vezes maior que a caixa A.
- C) A caixa B exige uma força 2,5 vezes maior que a caixa A.
- D) A caixa B exige uma força 0,4 vez a força da caixa A.
- E) A caixa B exige uma força 5 vezes maior que a caixa A.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Pela segunda lei de Newton, a força resultante é F = m × a, ou seja, a força necessária é proporcional à massa quando a aceleração é a mesma. Passo 2: As duas caixas devem ter a mesma aceleração constante a, então a comparação depende só das massas. Passo 3: Para a caixa A, F_A = 2 × a. Para a caixa B, F_B = 5 × a. Passo 4: A razão é F_B / F_A = (5 × a) / (2 × a) = 5 / 2 = 2,5. Logo, a caixa B exige uma força 2,5 vezes maior que a da caixa A. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A) as forças não são iguais, pois as massas são diferentes e a aceleração é a mesma; B) 2 não é a razão entre as massas, que é 2,5; D) 0,4 é o inverso da razão correta, e a força de B é maior, não menor; E) 5 é apenas a massa de B, e a força de B não é 5 vezes a de A porque a massa de A também entra na comparação. Gabarito oficial C confirmado pela resolução.
💡 Dica: usar proporção direta entre força e massa para mesma aceleração
Alternativa por alternativa
Acredita que, por terem a mesma aceleração, as caixas precisam da mesma força, desconsiderando que a força depende da massa.
Por que engana: confundir relação entre força e massa, escolhendo força igual ou proporcional incorretamente
Calcula a razão corretamente como 5/2, mas arredonda 2,5 para 2 ou usa a massa de A como fator, deixando de considerar a fração decimal.
Pela segunda lei de Newton, F = m.a. Como a aceleração é a mesma nas duas situações, a força é proporcional à massa. Assim, a razão entre as forças é 5/2 = 2,5.
Inverte a razão entre as massas, calculando 2/5 em vez de 5/2, o que faz a força de B parecer menor que a de A.
Compara apenas a massa de B com um valor fixo, ignorando a massa de A no cálculo da razão entre as forças.
Raio-X da questão
segunda lei de Newton
aplicar F=ma na comp
noção de massa · conceito básico de aceleração
proporcionalidade direta entre força e massa
confundir relação entre força e massa, escolhendo força igual ou proporcional incorretamente
situação simples de
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