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Um corpo de 10 kg é lançado verticalmente com uma velocidade inicial de 20 m/s. Qual a altura máxima que ele…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT204

Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um corpo de 10 kg é lançado verticalmente com uma velocidade inicial de 20 m/s. Qual a altura máxima que ele atingirá? Considere g = 10 m/s².

A) 10 m
B) 15 m
C) 20 m
D) 25 m
E) 30 m

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados do enunciado: velocidade inicial v0 = 20 m/s, aceleração da gravidade g = 10 m/s² e massa de 10 kg. Passo 2: Observe que, no lançamento vertical, a altura máxima ocorre quando a velocidade se anula no ponto mais alto. Nesse ponto, a energia cinética inicial foi totalmente convertida em energia potencial gravitacional, ou seja, m·v0^2/2 = m·g·h. Passo 3: Como a massa aparece nos dois lados da igualdade, ela se cancela, então a massa de 10 kg não influencia a altura. Passo 4: Isole h: h = v0^2/(2g) = 20^2/(2·10) = 400/20 = 20 m. Passo 5: Também é possível usar a equação de Torricelli: v^2 = v0^2 - 2·g·h, com v = 0 no ponto mais alto, o que leva ao mesmo resultado h = 20 m. Passo 6: Conclusão: a altura máxima é 20 m, alternativa C, que coincide com o gabarito oficial. As demais estão erradas: A (10 m) resultaria de dividir por 4g em vez de 2g; B (15 m) não corresponde a nenhuma relação física com os dados; D (25 m) exigiria uma gravidade de 8 m/s²; E (30 m) resulta de somar a velocidade inicial com g, o que não tem sentido dimensional.

💡 Dica: Use a fórmula da altura máxima em movimento vertical.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno calcula v0^2/(4g) em vez de v0^2/(2g), esquecendo que a fórmula da altura máxima tem 2g no denominador. Assim obtém 400/40 = 10 m.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno chega a 15 m por uma média aritmética sem sentido físico, como (20 + 10)/2, misturando a velocidade inicial com a gravidade como se fossem grandezas da mesma natureza.

C Correta

A altura é calculada a partir da energia cinética inicial.

D Erradaerro: Atençãoa que mais engana

O aluno usa g = 8 m/s² ou faz uma conta errada no denominador, obtendo 400/16 = 25 m. Pode ter lido mal o valor da gravidade fornecido no enunciado.

Por que engana: Confundir velocidade inicial com velocidade final ou esquecer de usar a formula correta para altura maxima em movimento vertical.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno soma a velocidade inicial com a gravidade (20 + 10 = 30) e interpreta o resultado como altura, sem usar a relação de energia ou a equação de Torricelli.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

altura máxima em queda livre

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

movimento uniformemente variado · equacao de movimento vertical

📚 Reveja

Revisar a fórmula da altura máxima em movimento vertical sob a ação da gravidade.

⚠️ Erro mais comum

Confundir velocidade inicial com velocidade final ou esquecer de usar a formula correta para altura maxima em movimento vertical.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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