Durante uma atividade de Física em um laboratório escolar, uma turma analisa o deslocamento de uma caixa de 20…
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 em um laboratório escolar, uma turma analisa o deslocamento de uma caixa de 20 kg sobre um piso horizontal. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o piso é 0,25, e considera-se g = 10 m/s^2. Ao aumentar gradualmente a força horizontal aplicada, foram testados os valores de 38 N, 45 N, 49 N, 50 N e 54 N. Desprezam-se outras forças horizontais além da força aplicada e do atrito. Considerando os dados da atividade, qual foi a menor força aplicada nos testes capaz de iniciar o deslocamento da caixa?
- A) A força de 38 N, pois esse valor já é suficiente para vencer o atrito estático.
- B) A força de 49 N, pois um valor próximo do limite já inicia o deslocamento.
- C) A força de 54 N, pois é o menor valor testado que supera o limite de atrito estático.
- D) A força de 50 N, pois igualar o atrito estático máximo inicia o movimento.
- E) A força de 45 N, pois esse é o valor do atrito estático máximo da caixa.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique a força normal. Como o piso é horizontal e não há outras forças verticais, N = m x g = 20 x 10 = 200 N. Passo 2: Calcule o atrito estático máximo: Fat_max = mu_e x N = 0,25 x 200 = 50 N. Passo 3: A caixa só começa a se mover quando a força aplicada supera esse limite. Enquanto a força for menor ou igual a 50 N, o atrito estático equilibra a força aplicada e a caixa permanece parada. Passo 4: Entre os valores testados (38, 45, 49, 50 e 54 N), 38 N e 45 N são menores que 50 N e não movem a caixa. Já 49 N também é menor que 50 N e não basta. O valor 50 N iguala o limite, situação de equilíbrio no limite em que o movimento ainda não se inicia de forma clara. O primeiro valor que supera 50 N é 54 N, portanto essa é a menor força capaz de iniciar o deslocamento. Passo 5: Sobre as alternativas erradas: A está errada porque 38 N é inferior ao atrito máximo de 50 N. B está errada porque 49 N ainda é inferior a 50 N, e valor próximo do limite não é suficiente. D está errada porque 50 N apenas iguala o atrito máximo, situação de equilíbrio limite, e não supera esse valor. E está errada porque 45 N é menor que 50 N e o atrito estático máximo não é 45 N.
💡 Dica: Calcule o atrito máximo e compare com forças testadas
Alternativa por alternativa
Acredita que qualquer força aplicada, mesmo bem abaixo do limite, vence o atrito estático. Não percebe que o atrito estático máximo é 50 N e que ele se opõe à força até esse valor.
Supõe que uma força próxima do limite de atrito já é suficiente para iniciar o movimento. Confunde proximidade do limite com superação do limite.
O atrito estático máximo é calculado por F_atrito_max = coeficiente de atrito estático x força normal = 0,25 x (20 x 10) = 50 N. Como uma força igual a 50 N ainda não supera esse limite, o primeiro valor testado que inicia o movimento é 54 N.
Considera que, ao igualar o atrito estático máximo, a caixa já começa a se mover. Não percebe que, no limite, a força precisa superar o atrito para haver deslocamento.
Por que engana: Confundir força de atrito com força aplicada ou usar igualdade em vez de > para movimento
Provavelmente calculou a força normal com g = 9 m/s^2 (N = 180 N, 0,25 x 180 = 45 N) ou confundiu o valor testado com o atrito máximo. Assim chegou a 45 N como limite.
Raio-X da questão
Atrito estático e força mínima para iniciar movimento
Calcular a força mín
Conceito de força · Noções básicas de atrito
Força e massa, cálculo da força peso
Confundir força de atrito com força aplicada ou usar igualdade em vez de > para movimento
Laboratório escolar
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