Exercícios

Questões sobre 5 Questões de Alavancas – 9º ano com respostas – parte 3

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As alavancas fazem parte do estudo das máquinas simples e ajudam a entender como força, braço e ponto de apoio se relacionam para produzir equilíbrio ou movimento. Nesta atividade, você vai analisar situações do cotidiano e aplicar o raciocínio físico com atenção aos momentos das forças.

As questões a seguir exigem leitura cuidadosa, comparação entre braços de alavanca e interpretação de condições de equilíbrio. O foco é identificar como pequenas mudanças na posição das forças alteram o funcionamento do sistema.

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Questões sobre 5 Questões de Alavancas – 9º ano com respostas – parte 3

Questão 01

1. Uma barra rígida, homogênea, de 2,0 m de comprimento, tem o ponto de apoio a 0,50 m de uma extremidade. Um aluno aplica uma força de 40 N nessa extremidade mais distante do apoio. Para equilibrar a barra, qual força deve ser aplicada na outra extremidade, perpendicularmente à barra, considerando as distâncias ao apoio?

Gabarito: alternativa B). Correta. Em equilíbrio, os momentos devem se igualar: força maior no braço maior pode ser compensada por força menor no braço menor.

Comentários por alternativa:

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  • A) Igualdade de forças não é o critério; o que importa é o momento em relação ao apoio.
  • B) Correta. Em equilíbrio, os momentos devem se igualar: força maior no braço maior pode ser compensada por força menor no braço menor.
  • C) O lado mais próximo tem braço menor, então não pede força maior por si só.
  • D) O braço nesse lado é menor, não maior.
  • E) O comprimento total não decide o equilíbrio; importa a distância ao apoio.

Questão 02

2. Em um parque, uma criança empurra a extremidade de uma gangorra para levantar um amigo mais pesado, sentado a 1,2 m do ponto de apoio. Para conseguir equilíbrio com a menor força possível, o que deve ser feito com a posição da criança em relação ao apoio?

Gabarito: alternativa D). Correta. Aumentar o braço da força diminui a força necessária para gerar o mesmo momento.

Comentários por alternativa:

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  • A) Trocar de lado muda a situação, mas não garante menor força sem considerar os braços.
  • B) Mais perto do apoio, o braço diminui e a força necessária aumenta.
  • C) Velocidade não substitui o momento na condição de equilíbrio.
  • D) Correta. Aumentar o braço da força diminui a força necessária para gerar o mesmo momento.
  • E) O ângulo pode alterar a componente útil, mas não cria vantagem sem análise do braço efetivo.

Questão 03

3. Uma chave de roda de 0,30 m é usada para soltar um parafuso. Se o mecânico dobra o comprimento da chave e mantém a força perpendicular igual, o efeito esperado sobre o torque exercido é:

Gabarito: alternativa A). Correta. Torque é proporcional ao braço da força; dobrando o braço, o torque dobra se a força permanecer igual.

Comentários por alternativa:

  • A) Correta. Torque é proporcional ao braço da força; dobrando o braço, o torque dobra se a força permanecer igual.
  • B) O braço mudou, então o torque também muda.
  • C) Na verdade, o braço maior aumenta o torque.
  • D) O torque não quadruplica só por dobrar o braço.
  • E) O giro não é anulado; ele tende a aumentar com braço maior.

Questão 04

4. Dois estudantes analisam uma régua apoiada em um fulcro central. Um coloca um peso de 30 N a 20 cm do apoio. Para equilibrar, outro peso será colocado do outro lado, em 10 cm do apoio. Qual massa, aproximadamente, deve ser usada, considerando g = 10 m/s2?

Gabarito: alternativa E). Correta. O momento de 30 N em 0,20 m é 6 N·m; em 0,10 m, precisa de 60 N, isto é, 3 kg.

Comentários por alternativa:

  • A) O apoio não iguala as forças; ele serve como eixo de rotação.
  • B) Dobrar a massa seria excessivo; o braço caiu pela metade, então a força precisa apenas dobrar.
  • C) A proporção não é direta para massa sem considerar o momento.
  • D) Esse valor produz momento muito maior que o necessário.
  • E) Correta. O momento de 30 N em 0,20 m é 6 N·m; em 0,10 m, precisa de 60 N, isto é, 3 kg.

Questão 05

5. Em uma alavanca interfixa, o fulcro fica entre a força potente e a resistência. Em qual situação a vantagem mecânica tende a ser maior?

Gabarito: alternativa C). Correta. Quanto maior o braço da força em relação ao braço da resistência, menor a força necessária para equilibrar ou mover a carga.

Comentários por alternativa:

  • A) Braços iguais indicam equilíbrio sem vantagem mecânica especial.
  • B) Se a resistência estiver mais longe, a vantagem tende a diminuir.
  • C) Correta. Quanto maior o braço da força em relação ao braço da resistência, menor a força necessária para equilibrar ou mover a carga.
  • D) O peso da barra pode interferir, mas não define sozinho a vantagem mecânica.
  • E) Mesmo ponto de aplicação não caracteriza a alavanca interfixa analisada.

Questão 06

6. Uma barra de metal é usada para erguer uma tampa pesada. O fulcro está próximo da tampa, a força é aplicada na outra extremidade e a barra faz pequeno ângulo com a tampa. Ao aumentar esse ângulo, mantendo o ponto de aplicação da força, o que acontece com a componente útil da força e com o torque?

Gabarito: alternativa B). Correta. Quanto mais perpendicular a força fica em relação ao braço, maior é a componente eficaz e o torque produzido.

Comentários por alternativa:

  • A) Se a força fica mais perpendicular, a componente útil aumenta, não diminui.
  • B) Correta. Quanto mais perpendicular a força fica em relação ao braço, maior é a componente eficaz e o torque produzido.
  • C) A componente útil não fica igual quando o ângulo muda.
  • D) O apoio não reduz a rotação dessa forma; o que importa é a componente perpendicular.
  • E) A componente não zera com aumento de ângulo; tende a aumentar a eficácia.

Questão 07

7. Um aluno compara duas situações: na primeira, aplica 50 N em uma extremidade de uma barra a 1,0 m do apoio; na segunda, aplica 25 N a 2,0 m do apoio. Em relação ao torque produzido, assinale a comparação correta.

Gabarito: alternativa E). Correta. 50 x 1,0 e 25 x 2,0 produzem o mesmo momento; força e braço podem se compensar.

Comentários por alternativa:

  • A) Força maior não reduz automaticamente o torque; o braço também conta.
  • B) O apoio não zera a rotação; ele é o ponto de referência do momento.
  • C) A distância maior pode compensar a força menor, mantendo o torque.
  • D) Distância menor não amplifica sozinha; ela reduz o braço.
  • E) Correta. 50 x 1,0 e 25 x 2,0 produzem o mesmo momento; força e braço podem se compensar.

Questão 08

8. Em um experimento escolar, três arranjos de uma alavanca são testados com a mesma resistência. No arranjo mais eficiente para reduzir a força aplicada, a melhor configuração é aquela em que:

Gabarito: alternativa A). Correta. Isso aumenta o braço da força em relação ao braço da resistência, reduzindo a força necessária.

Comentários por alternativa:

  • A) Correta. Isso aumenta o braço da força em relação ao braço da resistência, reduzindo a força necessária.
  • B) Esse arranjo reduz a vantagem mecânica para a força aplicada.
  • C) Simetria favorece equilíbrio, não redução da força.
  • D) Se ambos ficam próximos, o braço útil fica pequeno.
  • E) Fora da barra não define uma alavanca funcional nesse contexto.

Questão 09

9. Uma alavanca ideal sustenta uma carga de 120 N a 15 cm do apoio. Para manter o equilíbrio, a força aplicada deve atuar a 60 cm do apoio. Qual valor essa força deve ter?

Gabarito: alternativa D). Correta. 120 x 0,15 = 18 N·m; em 0,60 m, a força é 18/0,60 = 30 N.

Comentários por alternativa:

  • A) Esse valor gera momento maior que o necessário.
  • B) A redução não é por quatro na força; é proporcional ao braço.
  • C) O dobro do braço não leva a esse valor para esses dados.
  • D) Correta. 120 x 0,15 = 18 N·m; em 0,60 m, a força é 18/0,60 = 30 N.
  • E) Força e carga não precisam ser iguais; precisam equilibrar momentos.

Questão 10

10. Em uma situação prática, um professor pede que a turma escolha a melhor estratégia para levantar uma pedra usando uma barra e um bloco como apoio. Qual opção descreve corretamente a escolha mais favorável do ponto de vista físico?

Gabarito: alternativa C). Correta. O braço da força aumenta e o braço da resistência diminui, facilitando levantar a pedra.

Comentários por alternativa:

  • A) Braços iguais não favorecem levantar a pedra com menor esforço.
  • B) Essa posição reduz a vantagem mecânica e exige mais força.
  • C) Correta. O braço da força aumenta e o braço da resistência diminui, facilitando levantar a pedra.
  • D) Reduzir a distância da força tende a dificultar o levantamento.
  • E) A orientação vertical não caracteriza melhor uso da alavanca nesse caso.

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