Física1ª sérieBNCC EM13CNT101Fácil⏱ 8 a 10 min

Em uma oficina escolar, uma caixa de 4 kg e puxada horizontalmente por uma mola presa a um suporte. A mola tem…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

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 oficina escolar, uma caixa de 4 kg e puxada horizontalmente por uma mola presa a um suporte. A mola tem constante elastica de 200 N/m e sofre alongamento de 5 cm. A caixa desliza sobre uma bancada horizontal com velocidade constante, e o coeficiente de atrito cinetico entre a caixa e a bancada e 0,25. Considere g = 10 m/s^2 e despreze a resistencia do ar. Com base na situacao descrita, determine o peso da caixa, a forca normal exercida pela bancada, a intensidade da forca de atrito e a intensidade da forca elastica. Em seguida, indique a direcao e o sentido de cada uma dessas forcas e justifique por que a forca elastica e igual, em modulo, a forca de atrito.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

O peso da caixa e P = m.g = 4.10 = 40 N, vertical para baixo. Como nao ha aceleracao vertical, a forca normal da bancada tem intensidade N = 40 N e aponta verticalmente para cima. A forca de atrito vale Fat = 0,25.40 = 10 N e atua horizontalmente no sentido contrario ao movimento. Pela lei de Hooke, a forca elastica vale Fel = k.x = 200.0,05 = 10 N e atua horizontalmente no sentido do puxao da mola. Como a caixa se move com velocidade constante, sua aceleracao horizontal e nula; portanto, a resultante horizontal tambem e nula, e a forca elastica e igual, em modulo, a forca de atrito: 10 N.

Explicação

O peso e calculado por m.g, a normal se iguala ao peso porque a caixa nao acelera verticalmente, o atrito e obtido por coeficiente vezes normal e a forca elastica pela lei de Hooke. A velocidade constante implica forcas horizontais equilibradas.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom aplicar

Leitura ensino méd

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado alta para aluno com

Cobertura da habilidade análise de

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ claro e técnico com 🧩 avaliar compreensão

🎯 Conceito central

forças em equilíbrio e força elástica

📌 Objetivo

interpretar forças e

🧱 Pré-requisitos

segundo lei de Newton para sistemas em equilíbrio · noção de força elástica e constante da mola

📚 Reveja

coeficiente de atrito e forças normais

⚠️ Erro mais comum

confundir o sentido da força elástica ou calcular errado o atrito

🌎 Tema transversal

educação ambiental (uso responsável de materiais)

🤝 Socioemocional

raciocínio crítico e persistência

🏫 Contexto

situação prática de

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