Física1ª sérieBNCC EM13CNT101Média⏱ 8 a 12 min

Em uma atividade de Física, um trenó de 50 kg é puxado horizontalmente por uma cinta elástica sobre uma…

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 atividade de Física, um trenó de 50 kg é puxado horizontalmente por uma cinta elástica sobre uma superfície plana. Durante certo trecho, a cinta permanece alongada em 25 cm. A constante elástica da cinta é 600 N/m, e o coeficiente de atrito cinético entre o trenó e a superfície é 0,20. Considere g = 10 m/s^2 e despreze a resistência do ar. Com base nos dados da atividade, determine as intensidades e os sentidos do peso, da força normal, da força elástica e do atrito cinético que atuam no trenó. Em seguida, calcule a força resultante horizontal e a aceleração do trenó, justificando cada etapa do raciocínio.

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

Resposta esperada

O peso do trenó é P = m.g = 50 x 10 = 500 N, dirigido verticalmente para baixo. Como não há aceleração vertical, a força normal tem intensidade 500 N e sentido vertical para cima. Pela lei de Hooke, a força elástica vale F_e = k.x = 600 x 0,25 = 150 N, no sentido do puxão. O atrito cinético vale F_at = miu.N = 0,20 x 500 = 100 N, em sentido contrário ao movimento. Assim, a força resultante horizontal é F_R = 150 - 100 = 50 N, no sentido da força elástica, e a aceleração é a = F_R/m = 50/50 = 1,0 m/s^2, no mesmo sentido do puxão.

Explicação

A deformação da cinta determina a força elástica pela lei de Hooke. Como a superfície é horizontal e não há aceleração vertical, normal e peso têm módulos iguais. O atrito cinético é calculado a partir da normal e se opõe ao movimento; a diferença entre a força elástica e o atrito produz a força resultante de 50 N e a aceleração de 1,0 m/s^2.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom aplicar

Leitura intermediá

Discriminação alto

Peso pedagógico médio

Autonomia do enunciado total

Cobertura da habilidade compreensã

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ direto e técnico, tí🧩 verificar compreensã

🎯 Conceito central

leis de Newton e força elástica

📌 Objetivo

calcular forças e ac

🧱 Pré-requisitos

forças e suas representações · cálculo de força elástica pela constante e deformação

📚 Reveja

conceito de força de atrito cinético

⚠️ Erro mais comum

não considerar sinal e direção das forças corretamente

🌎 Tema transversal

ciência e tecnologia

🤝 Socioemocional

perseverança na resolução de problemas complexos

🏫 Contexto

situação cotidiana a

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