Física1ª sérieBNCC EM13CNT101Fácil⏱ 5 a 7 minu

Em uma aula de Física, estudantes usam um pequeno trenó de massa 3,0 kg sobre uma superfície horizontal para…

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 aula de Física, estudantes usam um pequeno trenó de massa 3,0 kg sobre uma superfície horizontal para estimar o atrito entre dois materiais. O trenó é puxado por uma mola horizontal de constante elástica k = 100 N/m. A mola é alongada lentamente e, quando seu alongamento atinge 0,06 m, o trenó está prestes a começar a deslizar. Considere g = 10 m/s^2 e despreze a massa da mola. Com base no ensaio descrito, determine o coeficiente de atrito estático entre o trenó e a superfície. Em seguida, explique por que, no instante em que o trenó está prestes a deslizar, a força elástica da mola tem a mesma intensidade do atrito estático máximo e indique as relações entre o peso e a força normal.

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

Resposta esperada

A força elástica no limite do movimento é F_el = k.x = 100 x 0,06 = 6,0 N. Como o trenó ainda está em repouso, o atrito estático máximo equilibra essa força e também vale 6,0 N, em sentido contrário ao puxão da mola. Na vertical, o peso é P = m.g = 3,0 x 10 = 30 N, dirigido para baixo, e a força normal vale N = 30 N, dirigida para cima. Assim, o coeficiente de atrito estático é mu_e = F_atrito,max/N = 6,0/30 = 0,20.

Explicação

No instante limite, a mola exerce 6,0 N e o atrito estático atinge seu valor máximo para impedir o início do deslizamento. Como não há aceleração vertical, a normal equilibra o peso, permitindo calcular mu_e pela razão entre o atrito máximo e a normal.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom aplicar

Leitura intermediá

Discriminação Médio

Peso pedagógico médio

Autonomia do enunciado média

Cobertura da habilidade EM13CNT101

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ direto com contexto 🧩 avaliar compreensão

🎯 Conceito central

força de atrito estático e força elástica da mola

📌 Objetivo

calcular coeficiente

🧱 Pré-requisitos

forças e equilíbrio · calculando forças com constantes elásticas

📚 Reveja

leis de Newton e força elástica

⚠️ Erro mais comum

confundir força estática máxima com força cinética

🏫 Contexto

laboratório de físic

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