Originalmente publicado
no The Physics Teacher, março de 1992 por David Hestenes, Malcolm Wells, and
Gregg Swackhamer
Revisado em agosto de
1995 por Ibrahim Halloun, Richard Hake, e Eugene Mosca
O
Force Concept Inventory (Inventário
do Conceito de Força, FCI) é um “teste” de múltipla escolha destinado a avaliar
a compreensão dos estudantes em conceitos básicos de mecânica newtoniana. O FCI
pode ser usado para diversos objetivos, mas o mais importante é avaliar a
efetividade do ensino de Física.
QUESTÕES
1.
Considere duas esferas de aço de mesmo tamanho, porém uma pesando duas vezes
mais que a outra. As esferas são largadas no mesmo instante do alto de um
edifício. O tempo que elas levarão para atingir o solo será:
B.
A esfera mais leve levará a metade do tempo que a esfera mais
pesada
C.
O mesmo tempo para ambas as esferas.
D.
Menor para a esfera mais pesada, mas não exatamente a metade do
tempo.
E.
Menor para a esfera mais leve, mas não exatamente a metade do
tempo.
2.
As duas esferas de metal do problema anterior rolam com a mesma velocidade para
fora de uma mesa horizontal.
Nesta
situação:
A.
As duas esferas batem no chão aproximadamente à mesma distância
horizontal a partir do pé da mesa.
B.
A esfera mais pesada bate no chão cerca de metade da distância
horizontal a partir do pé da mesa que a esfera mais
leve.
C.
A esfera mais leve bate no chão cerca de metade da distância
horizontal a partir do pé da mesa do que a esfera mais pesada.
D.
A esfera mais pesada bate no chão mais próximo do pé da mesa do
que a esfera mais leve, mas não exatamente a metade da distância.
E.
A esfera mais leve bate no chão mais próximo do pé da mesa do que
a esfera mais pesada, mas não exatamente a metade da distância.
3.
Uma pedra é lançada de cima de uma ponte:
A.
Atinge a velocidade máxima logo após o lançamento, daí por diante
cai com velocidade constante.
B.
Acelera quando cai porque a atração gravitacional fica
consideravelmente mais forte quando a pedra se aproxima do chão.
C.
Aumenta a velocidade em virtude de uma força constante da
gravidade agindo sobre ela.
D.
Cai devido a tendência natural de todos os objetos para descansar
sobre a superfície da Terra.
E.
Cai por causa dos efeitos combinados da força da gravidade
empurrando-a para baixo e a força do ar empurrando-a também para baixo.
4.
Um caminhão colide frontalmente com um carro.
Durante
a colisão:
A.
O caminhão exerce uma quantidade maior de força sobre o carro do que
o carro exerce sobre o caminhão.
B.
O carro exerce uma quantidade maior de força sobre o caminhão do que
o caminhão exerce sobre o carro.
C.
Nenhum dos dois exerce força sobre o outro, o carro fica esmagado
simplesmente porque ele fica no caminho do caminhão.
D.
O caminhão exerce força sobre o carro, mas o carro não exerce
força sobre o caminhão.
E.
O caminhão exerce a mesma força sobre o carro do que o carro
exerce sobre o caminhão.
USE
O ENUNCIADO ABAIXO PARA RESPONDER ÀS PRÓXIMAS DUAS QUESTÕES (5 e 6).
A
figura mostra um canal sem atrito na forma de um segmento de círculo com centro
em O.
O canal foi fixado em cima do tampo (sem atrito) de uma mesa horizontal. Você
está olhando para o tampo da mesa. As forças exercidas pelo ar são insignificantes.
Uma bola é lançada em alta velocidade para dentro do canal em p
e sai em r.
5.
Considere as seguintes forças distintas:
1. Uma força da gravidade para
baixo.
2. Uma força exercida pelo canal
apontando de q para O.
3. Uma força na direção do
movimento.
4. Uma força apontando de O
para q.
Qual
das forças abaixo está (estão) agindo sobre a bola quando ela está dentro do
canal sem atrito na posição “q”?
1.
Somente 1.
2.
1 e 2.
3.
1 e 3.
4.
1, 2, e 3.
5.
1, 2, 3 4.
6.
Que caminho na figura abaixo seria mais próximo da bola seguir depois que ela
sair pelo canal em r e mover-se sobre o tampo da mesa (sem atrito)?
7.
Uma bola de aço é amarrada a uma corda e é movimentada circularmente num plano
horizontal como mostrado na figura abaixo. No ponto P indicado na figura, a
corda quebra repentinamente. Qual caminho a bola deverá seguir?
USE
O ENUNCIADO ABAIXO PARA RESPONDER ÀS PRÓXIMAS QUATRO QUESTÕES (de 8 a 11).
A
figura descreve um hóquei que desliza linearmente um disco com velocidade constante,
, do ponto a ao ponto b sobre um plano
horizontal sem atrito. A força exercida pelo ar é desprezível. Após o disco atingir
e ficar parado por alguns segundos no ponto b, recebe um empurrão na
direção da seta e segue com velocidade
.
8.
Qual dos caminhos abaixo o disco seguiria após receber o empurrão?
9.
A velocidade do disco logo após receber o empurrão é:
A.
Igual à velocidade
que ele tinha antes de
receber o chute.
B.
Igual à velocidade
resultante do chute e
independente da velocidade
.
D.
Menor que as velocidades
ou
.
E.
Maior que as velocidades
ou
, mas menor que a soma aritmética dessas duas velocidades.
10.
Ao
longo do caminho sem atrito que você escolheu na questão 8, a
velocidade do disco após receber o empurrão:
A.
É constante.
B.
Aumenta continuamente.
C.
Diminui continuamente.
D.
Aumenta por um tempo e depois diminui.
E.
É constante por um tempo e depois diminui.
11.
Ao longo do caminho sem atrito que você escolheu na questão 8, a(s) principal(is)
força(s) atuando sobre o disco depois de receber o empurrão é:
A.
Força da gravidade para baixo.
B.
Força da gravidade para baixo e uma força horizontal na direção do
movimento.
C.
Força da gravidade para baixo, uma força para cima exercida pela
superfície, e uma força horizontal na direção do movimento.
D.
Força da gravidade para baixo e uma força para cima exercida pela
superfície.
E.
Nenhuma (não há forças atuando sobre o disco).
12.
Uma bola é disparada por um canhão do topo de uma montanha como mostrado na
figura abaixo. Qual caminho mais próximo que a bola de canhão deverá seguir?
13.
Um garoto joga uma bola de vôlei para cima. Considere o movimento da bola
depois que ela deixou a mão do garoto até antes dela atingir o chão e despreze
as forças exercidas pelo ar. Nessas condições, a(s) força(s) atuando sobre a
bola é(são):
A.
Uma força decrescente da gravidade apontando para baixo juntamente
com a diminuição constante de uma força apontando para cima.
B.
Uma força com diminuição constante apontando para cima desde o
momento que ela deixa a mão do garoto até alcançar o ponto mais alto. No
caminho de descida há uma força crescente da gravidade apontando para baixo até
atingir o solo.
C.
Uma força quase constante da gravidade apontando para baixo
juntamente com uma força apontando para cima que diminui gradualmente até
atingir o ponto mais alto. No caminho de descida, apenas uma força constante da
gravidade apontando para baixo.
D.
Somente uma força quase constante da gravidade apontando para
baixo.
E.
Nenhuma das anteriores. A bola cai de volta porque é sua tendência
natural voltar para a superfície da Terra.
14.
Uma bola de bolice acidentalmente cai do compartimento de carga de um avião que
voa ao longo de uma direção horizontal. Uma pessoa parada no chão observa o
avião como mostra a figura abaixo. Qual o caminho mais próximo da bola de
boliche percorrer após deixar o avião?
USE
O ENUNCIADO ABAIXO PARA RESPONDER ÀS PRÓXIMAS DUAS QUESTÕES (15 e 16).
Um
caminhão com defeito no motor é empurrado por um automóvel, como mostrado na
figura abaixo.
15.
Enquanto o automóvel acelera para empurrar o caminhão:
A.
A força com que o automóvel empurra o caminhão é igual à força com
que o caminhão empurra o automóvel.
B.
A força com que o automóvel empurra o caminhão é menor que a força
com que o caminhão empurra o automóvel.
C.
A força com que o automóvel empurra o caminhão é maior que a força
com que o caminhão empurra o automóvel.
D.
O motor do automóvel está funcionando, assim ele empurra o
caminhão, mas como o motor do caminhão não está funcionando ele não pode
empurrar o automóvel. O caminhão é empurrado para frente simplesmente porque
ele está no caminho do automóvel.
E.
Nem o automóvel nem o caminhão exercem forças um sobre o outro. O
caminhão é empurrado para frente simplesmente porque ele está no caminho do
automóvel.
16.
Considere que o automóvel empurra o caminhão com velocidade constante:
A.
A força com que o automóvel empurra o caminhão é igual à força com
que o caminhão empurra o automóvel.
B.
A força com que o automóvel empurra o caminhão é menor que a força
com que o caminhão empurra o automóvel.
C.
A força com que o automóvel empurra o caminhão é maior que a força
com que o caminhão empurra o automóvel.
D.
O motor do automóvel está funcionando, assim ele empurra o
caminhão, mas como o motor do caminhão não está funcionando ele não pode
empurrar o automóvel. O caminhão é empurrado para frente simplesmente porque
ele está no caminho do automóvel.
E.
Nem o automóvel nem o caminhão exercem força um sobre o outro. O
caminhão é empurrado para frente simplesmente porque ele está no caminho do
automóvel.
17.
Um elevador está sendo erguido com velocidade constante por um cabo de aço,
como mostra a figura abaixo. Todas as forças de atrito são desprezíveis. Nessa
situação, a força sobre o elevador é tal que:
A.
A força para cima exercida pelo cabo de aço é maior que a força
para baixo exercida pela gravidade.
B.
A força para cima exercida pelo cabo de aço é igual à força para
baixo exercida pela gravidade.
C.
A força para cima exercida pelo cabo de aço é menor que a força
para baixo exercida pela gravidade.
D.
A força para cima exercida pelo cabo de aço é maior que a soma da
força da gravidade com a força de resistência do ar, ambas para baixo.
E.
Nenhuma das anteriores (o elevador movimenta-se apenas porque o
cabo de aço está ficando menor, não porque existe força agindo sobre o cabo).
18.
A figura abaixo mostra um garoto se movimentando em um balanço a partir de um
ponto P mais alto que A. Considere as seguintes forças
distintas:
1.
Força da gravidade apontando para baixo.
2.
Força exercida pelo balanço apontando de A para O.
3.
Força na direção do movimento do garoto.
4.
Força apontando de O para A.
Qual(is)
força(s) está(ão) agindo sobre o garoto quando ele está no ponto A.
A.
Somente 1.
B.
1 e 2.
C.
1 e 3.
D.
1, 2 e 3.
E.
1, 3 e 4.
19.
As posições de dois blocos a cada 2 segundos são representadas nos quadrados
numerados na figura abaixo. Os blocos movimentam-se para a direita.
Os
blocos têm a mesma velocidade?
A.
Não.
B.
Sim, no instante 2.
C.
Sim, no instante 5.
D.
Sim, nos instantes 2 e 5.
E.
Sim, ao mesmo tempo entre o intervalo de 3 a 4.
20.
As posições de dois blocos a cada 2 segundos são representadas nos quadrados
numerados na figura abaixo. Os blocos movimentam-se para a direita.
As
acelerações nos blocos são descritas a seguir:
A.
A aceleração de a é maior que a de b.
C.
A aceleração de b é maior que a de a.
D.
A aceleração de a é igual à de b e ambas são zero.
E.
Não é dada informação suficiente para responder à questão.
USE
O ENUNCIADO A SEGUIR PARA RESPONDER ÀS PRÓXIMAS QUATRO QUESTÕES (de 21 a 24).
Um
foguete movimenta-se lateralmente no espaço de um ponto a até um ponto b
como mostrado abaixo. O foguete não está sujeito a forças externas. Partindo de
b,
o motor do foguete é ligado e produz um impulso constante (força do foguete)
perpendicular à linha ab. O impulso é mantido até o
foguete alcançar um ponto c no espaço.
21.
Qual das trajetórias abaixo melhor representa o caminho do foguete entre os
pontos b e c?
22.
Ao mover-se do ponto b ao ponto c a velocidade do foguete
é:
B.
Aumenta continuamente.
C.
Diminui continuamente.
D.
Aumenta por um tempo, depois permanece constante.
E.
Fica constante por um tempo, depois diminui.
23.
No ponto c o motor do foguete é desligado e o impulso imediatamente vai
a zero. Qual dos caminhos abaixo o motor seguirá a partir do ponto c.
24.
Depois da posição c, a velocidade do foguete é:
A.
Constante.
B.
Aumenta continuamente.
C.
Diminui continuamente.
D.
Aumenta por um tempo, depois permanece constante.
E.
Fica constante por um tempo, depois diminui.
25.
Um trabalhador exerce uma força horizontal constante sobre uma caixa. Como
resultado, a caixa se movimenta com velocidade constante
sobre um piso horizontal. A força aplicada pelo
trabalhador:
A.
Tem a mesma magnitude que o peso da caixa.
B.
É maior que o peso da caixa.
C.
Tem a mesma magnitude que a força total de resistência ao
movimento da caixa.
D.
É maior que a força total de resistência ao movimento da caixa.
E.
É maior que o peso da caixa e também da força de resistência ao
seu movimento.
26.
Se o trabalhador da questão anterior dobrar a força horizontal que ele exerce
sobre a caixa, então a caixa move-se:
A.
Com velocidade constante igual ao dobro da velocidade
.
C.
Por um momento com velocidade constante e maior que a velocidade
, em seguida a velocidade aumenta.
D.
Por um momento com velocidade crescente, em seguida com velocidade
constante.
E.
Com uma velocidade que aumenta continuamente.
27.
Se o trabalhador da questão 25 parar repentinamente de aplicar a força na
caixa, então a caixa:
A.
Imediatamente começa a parar.
B.
Continua o movimento com velocidade constante, depois de um tempo
começa a parar lentamente.
C.
Imediatamente começa a parar lentamente.
D.
Continua com velocidade constante.
E.
Aumenta a velocidade por um tempo, depois começa a parar
lentamente.
28.
Na figura abaixo o estudante a tem massa de 95 kg e o estudante b
tem massa de 77 kg. Eles estão sentados em cadeiras de escritório idênticas
voltados um para o outro. O aluno a coloca os seus pés sobre os
joelhos do aluno b, conforme mostrado. O estudante a de repente se empurra
fazendo com que as duas cadeiras para se movimentem.
Durante
o empurrão e enquanto os estudantes ainda estão em contato:
A.
Nenhum estudante exerce força no outro.
B.
O estudante a exerce força no estudante b,
mas o estudante b não exerce força em a.
C.
Cada estudante exerce força no outro, mas a exerce uma força maior.
D.
Cada estudante exerce força no outro, mas b exerce uma força maior.
E.
Cada estudante exerce a mesma quantidade de força no outro.
29.
Uma cadeira de escritório está parada sobre o piso. Considere as seguintes
forças:
1.
Força da gravidade para baixo.
2.
Força para cima exercida pelo piso.
3.
Forças exercidas pelo ar.
Qual(is)
força(s) está(ão) atuando na cadeira:
B.
1 e 2.
C.
2 e 3.
D.
1, 2 e 3.
E.
Nenhuma das forças (desde que a cadeira esteja parada não há
forças atuando sobre ela).
30.
Apesar de muito vento forte, um jogador de tênis consegue bater uma bola com
sua raquete fazendo com que a bola passe sobre a rede e caia na área de seu
oponente. Considere as seguintes forças:
1.
Força da gravidade para baixo.
2.
Força do golpe.
3.
Forças exercidas pelo ar.
Qual(is)
força(s) está(ão) atuando na bola de tênis depois do contato com a raquete e
antes de tocar o chão?
A.
Somente 1.
B.
1 e 2.
C.
1 e 3.
D.
2 e 3.
E.
1, 2 e 3.
[1]
Docente do Instituto de
Ciências da Educação, Universidade Federal do Oeste do Pará, Santarém, Pará,
Brasil.
