Em um centro de distribuicao, uma cooperativa testa uma cinta elastica para puxar horizontalmente um engradado…
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 um centro de distribuicao, uma cooperativa testa uma cinta elastica para puxar horizontalmente um engradado reutilizavel de massa 12 kg sobre dois tipos de piso. A cinta tem constante elastica k = 250 N/m. Em cada teste, o engradado se desloca com velocidade constante, e a cinta apresenta deformacao de 0,08 m no piso A e de 0,12 m no piso B. Adote g = 10 m/s^2. Como o movimento e horizontal, o peso atua verticalmente para baixo, enquanto a cinta puxa o engradado no sentido do movimento e o atrito se opoe a ele. Com base nos dados do teste, determine o peso do engradado, as intensidades da forca elastica e do atrito em cada piso e compare os dois pisos pela razao entre a forca de atrito e o peso. Apresente os calculos e explique por que as forcas elastica e de atrito possuem a mesma intensidade em cada teste.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
O peso do engradado e P = m.g = 12 x 10 = 120 N, dirigido verticalmente para baixo. Pela lei de Hooke, F_elastica = k.x. No piso A, F_elastica = 250 x 0,08 = 20 N; como o movimento e uniforme, o atrito tem intensidade 20 N e sentido contrario ao movimento. No piso B, F_elastica = 250 x 0,12 = 30 N; portanto, o atrito tem intensidade 30 N, tambem em sentido contrario ao movimento. As razoes entre atrito e peso sao 20/120 = 1/6, aproximadamente 0,17, no piso A, e 30/120 = 1/4 = 0,25, no piso B. Assim, o piso B oferece maior resistencia ao deslizamento. As forcas elastica e de atrito possuem a mesma intensidade porque o engradado se move com velocidade constante, logo a resultante das forcas horizontais e nula.
Explicação
A deformacao da cinta fornece a forca elastica pela relacao F = k.x. Como o engradado tem velocidade constante, a forca de atrito equilibra horizontalmente a forca elastica em cada piso. O peso e obtido por P = m.g, e a comparacao das razoes mostra maior resistencia relativa no piso B.
Raio-X da questão
força de atrito, força elástica, equilíbrio dinâmico
determinar forças e
conceito de força elástica e constante da mola · conceito de peso e aceleração da gravidade
leis de Newton e força de atrito
confundir peso com massa ou não relacionar forças de atrito e elásticas
educação ambiental (uso sustentável de embalagens)
persistência na resolução de problema
situação prática num
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