Física1ª sérieBNCC EM13CNT101Difícil⏱ 8 a 12 min

Durante a manutenção de uma plataforma elevatória para pessoas, um técnico observa o movimento vertical da…

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

Durante a manutenção de uma plataforma elevatória para pessoas, um técnico observa o movimento vertical da cabine. A massa total da cabine com seu ocupante é 120 kg. O cabo que sustenta a cabine comporta-se, nesse teste, como uma mola de constante elástica k = 2,0 x 10^5 N/m e apresenta alongamento de 7,0 x 10^-3 m. A cabine sobe com velocidade constante. Considere g = 10 m/s^2. Devido ao contato entre a cabine e os trilhos de orientação, existe uma força de atrito contrária ao movimento. Com base na situação descrita, determine a intensidade do peso da cabine e a intensidade da força elástica exercida pelo cabo. Em seguida, calcule a intensidade da força de atrito e indique seu sentido, justificando o resultado a partir do fato de a cabine subir com velocidade constante. Apresente as relações e os cálculos utilizados.

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

Resposta esperada

O peso da cabine é P = m.g = 120 x 10 = 1200 N, dirigido verticalmente para baixo. A força elástica do cabo é F_el = k.x = 2,0 x 10^5 x 7,0 x 10^-3 = 1400 N, dirigida verticalmente para cima. Como a cabine sobe com velocidade constante, sua aceleração é nula e a resultante das forças também é nula. Assim, a força elástica de 1400 N para cima deve equilibrar o peso de 1200 N e o atrito para baixo: 1400 = 1200 + f. Portanto, a força de atrito tem intensidade 200 N e sentido vertical para baixo, contrário ao movimento da cabine.

Explicação

A força elástica é calculada pela lei de Hooke, enquanto o peso é obtido por P = m.g. Como a velocidade é constante, a força resultante é nula; por isso, a força elástica para cima deve ser igual à soma do peso e do atrito para baixo.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom analisar

Leitura Ensino Méd

Discriminação Médio

Peso pedagógico Médio

Autonomia do enunciado Necessita leitura cu

Cobertura da habilidade Análise e

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ Dissertativo e técni🧩 Avaliar compreensão

🎯 Conceito central

Força peso, força elástica, equilíbrio de forças, força de atrito

📌 Objetivo

Aplicar leis de Newt

🧱 Pré-requisitos

Leis de Newton · Mecânica dos sólidos e conceito de mola

📚 Reveja

Equilíbrio dinâmico e forças de atrito

⚠️ Erro mais comum

Ignorar o equilíbrio ao calcular a força de atrito ou confundir sentidos

🌎 Tema transversal

Segurança no trabalho

🤝 Socioemocional

Perseverança

🏫 Contexto

Situação prática na

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