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20/20/10fáceis/médias/difíceis
Ensino Médio · 1º anonível
FísicaEstática
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Questão 1Fácil
Um ponto material está em repouso, sob ação de várias forças coplanares. De acordo com a condição de equilíbrio estático, qual deve ser o valor da resultante dessas forças?
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Gabarito: C) Nula (igual a zero)
A condição de equilíbrio estático de um ponto material exige que a soma vetorial de todas as forças que atuam sobre ele seja nula (resultante = 0), ou seja, o efeito de todas as forças se cancela. Um erro comum é confundir essa condição com a igualdade a apenas uma das forças envolvidas, como o peso.
Questão 2Fácil
Sobre um ponto material atuam duas forças na mesma direção horizontal: uma de 40 N para a direita e outra de 25 N para a esquerda. Para que o ponto permaneça em equilíbrio, uma terceira força deve ser aplicada. Qual deve ser o módulo dessa força?
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Gabarito: A) 15 N
A força resultante das duas primeiras é 40 N − 25 N = 15 N, apontando para a direita. Para equilibrar o ponto, a terceira força deve ter módulo 15 N e sentido oposto (para a esquerda). Erros comuns incluem somar as duas forças em vez de subtrair (65 N) ou usar apenas uma das forças dadas (40 N).
Questão 3Fácil
Duas forças perpendiculares entre si, de 6 N e 8 N, atuam sobre um ponto material. Qual deve ser o módulo da força equilibrante (aquela que, somada às duas anteriores, mantém o ponto em equilíbrio)?
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Gabarito: C) 10 N
Como as forças são perpendiculares, o módulo da resultante é dado pelo teorema de Pitágoras: R = √(6² + 8²) = √(36+64) = √100 = 10 N. A força equilibrante tem o mesmo módulo (10 N) e sentido oposto ao da resultante. Erros comuns incluem somar diretamente os módulos (14 N) ou multiplicá-los (48 N).
Questão 4Fácil
Uma força de 20 N é aplicada perpendicularmente a uma alavanca, a uma distância de 0,5 m do ponto de apoio (fulcro). Qual é o módulo do torque (momento) dessa força em relação ao fulcro?
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Gabarito: A) 10 N·m
O torque (momento de uma força) é dado por M = F·d = 20 × 0,5 = 10 N·m. Erros comuns incluem dividir em vez de multiplicar (4 N·m) ou esquecer de considerar a distância, usando apenas o valor da força (20 N·m).
Questão 5Fácil
Determine o módulo do torque de uma força de 15 N aplicada a 2 m do eixo de rotação, sabendo que a força é perpendicular ao braço de alavanca.
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Gabarito: D) 30 N·m
M = F·d = 15 × 2 = 30 N·m. Um erro comum é dividir a força pela distância em vez de multiplicar (7,5 N·m) ou somar os dois valores (17 N·m).
Questão 6Médio
Um bloco retangular homogêneo tem base de 0,6 m e altura de 1,2 m, apoiado sobre um piso que pode ser inclinado gradualmente. O bloco tombará quando a vertical que passa pelo seu centro de gravidade sair da base de apoio. Qual é, aproximadamente, o ângulo de inclinação do piso a partir do qual o bloco tomba, sabendo que tan θ = (base/2) / (altura/2)?
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Gabarito: A) ≈ 27°
tanθ = 0,3/0,6 = 0,5 → θ = arctan(0,5) ≈ 26,6°, aproximadamente 27°. Acima desse ângulo, a vertical do centro de gravidade sai da base e o bloco tomba.
Um bloco de peso 100 N está em repouso sobre um plano inclinado sem atrito, cujo ângulo com a horizontal é 30°. Um fio paralelo ao plano mantém o bloco em equilíbrio. Sendo sen 30° = 0,5, qual é a tração no fio?
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Gabarito: B) 50 N
No plano inclinado sem atrito, a tração equilibra a componente do peso paralela ao plano: T = P·sen30° = 100 × 0,5 = 50 N. Um erro comum é usar cos30° (≈0,87), obtendo 86,6 N, que na verdade corresponde à componente perpendicular ao plano (equilibrada pela normal), ou usar o peso todo sem decompor (100 N).
Questão 8Médio
Uma lâmpada de peso 60 N está suspensa em equilíbrio por dois fios simétricos presos ao teto, cada um formando um ângulo de 45° com o teto horizontal. Considerando sen45° ≈ 0,71, qual é, aproximadamente, a tração em cada fio?
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Gabarito: A) 42 N
No equilíbrio vertical, as componentes verticais das duas trações sustentam o peso: 2·T·sen45° = P → T = P / (2·sen45°) = 60 / (2 × 0,71) ≈ 42 N. Erros comuns incluem esquecer o fator 2 (por haver dois fios), o que daria cerca de 85 N, ou simplesmente dividir o peso por dois sem considerar o ângulo (30 N).
Questão 9Médio
Um bloco de peso 50 N está em equilíbrio sobre um plano inclinado sem atrito que forma 37° com a horizontal, sustentado por um fio paralelo ao plano. Considere sen37° = 0,6 e cos37° = 0,8. Qual é a intensidade da força normal exercida pelo plano sobre o bloco?
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Gabarito: B) 40 N
A força normal equilibra a componente do peso perpendicular ao plano: N = P·cos37° = 50 × 0,8 = 40 N. Um erro comum é usar sen37° em vez de cos37°, obtendo 30 N (que é, na verdade, a tração no fio, equilibrando a componente paralela ao plano), ou usar o peso total sem decompor (50 N).
Questão 10Médio
Um bloco de peso 100 N está em repouso sobre um plano inclinado que forma 30° com a horizontal. Considerando sen30° = 0,5 e cos30° ≈ 0,87, qual é a intensidade da força de atrito estático que atua sobre o bloco, mantendo-o em equilíbrio?
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Gabarito: A) 50 N
No plano inclinado, o atrito equilibra a componente do peso paralela ao plano: f = P·sen30° = 100 · 0,5 = 50 N.
Questão 11Difícil
Um corpo de peso 90 N é sustentado por duas cordas presas ao teto, formando ângulos de 37° e 53° com a horizontal, respectivamente (sen37°=0,6, cos37°=0,8, sen53°=0,8, cos53°=0,6). As componentes horizontais das trações devem se cancelar (T1·cos37° = T2·cos53°) e a soma das componentes verticais deve sustentar o peso (T1·sen37° + T2·sen53° = 90). Qual é a tração T1 na corda que forma 37° com a horizontal?
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Gabarito: A) 54 N
Da 1ª equação: T1·0,8 = T2·0,6 → T2 = (4/3)T1. Substituindo na 2ª: T1·0,6 + (4/3)T1·0,8 = 90 → 0,6T1 + 1,0667T1 = 90 → 1,6667T1 = 90 → T1 = 54 N.
Questão 12Difícil
Uma viga não homogênea de 4 m de comprimento e peso 500 N tem seu centro de gravidade localizado a 1,5 m de uma das extremidades (ponto A), e está apoiada exatamente nas duas extremidades (A e B, com B a 4 m de A). Qual é a reação de apoio no ponto A?
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Gabarito: A) 312,5 N
Torques em relação a B: R_A · 4 = 500 · (4 - 1,5) = 500 · 2,5 = 1250 → R_A = 1250/4 = 312,5 N.
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