Um bloco de 5 kg é solto de uma altura de 20 m. Qual é a velocidade ao atingir o solo? (Use g = 10 m/s²)
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Um bloco de 5 kg é solto de uma altura de 20 m. Qual é a velocidade ao atingir o solo? (Use g = 10 m/s²)
- A) 10 m/s
- B) 14 m/s
- C) 20 m/s
- D) 25 m/s
- E) 30 m/s
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identificar o tipo de movimento. O bloco é solto (velocidade inicial zero) e cai livremente sob ação da gravidade, sem atrito considerado. Trata-se de queda livre, com aceleração g = 10 m/s^2.
- Escolher a equação adequada. Como não é dado o tempo de queda, a equação de Torricelli é a mais direta: v^2 = v0^2 + 2gh, com v0 = 0.
- Substituir os valores. v^2 = 2 x 10 x 20 = 400. Logo v = raiz de 400 = 20 m/s.
- Observar a massa. A massa de 5 kg não interfere na velocidade de queda livre, pois na ausência de atrito todos os corpos caem com a mesma aceleração. Esse dado é uma distração da questão.
- Conferir as alternativas. A alternativa C (20 m/s) é a correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque 10 m/s não corresponde a nenhum cálculo correto com os dados. A alternativa B está errada porque 14 m/s seria raiz de 200, obtida ao esquecer o fator 2 da equação. A alternativa D está errada porque 25 m/s surge de multiplicar a massa por 5, o que não tem sentido físico. A alternativa E está errada porque 30 m/s vem de somar a altura e a gravidade, operação que não faz parte da física do movimento.
💡 Dica: Aplique a fórmula da energia potencial e cinética.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente tomou a metade da altura ou fez uma estimativa sem aplicar a equação de Torricelli, confundindo a velocidade com um valor numérico próximo ao da altura dividida por 2.
O aluno provavelmente usou v = raiz de (g x h), esquecendo o fator 2 presente na equação v^2 = 2gh, o que gera raiz de 200, aproximadamente 14 m/s.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da velocidade com a de aceleração, aplicando incorretamente os valores.
Cálculo correto utilizando v = v(2·g·h).
O aluno provavelmente achou que a massa influencia a velocidade e multiplicou a massa de 5 kg pela velocidade ou pelo valor de g, chegando a 25 m/s. Essa intuição do dia a dia, de que objetos mais pesados caem mais rápido, contraria o conhecimento escolar.
O aluno provavelmente somou a altura de 20 m com a gravidade de 10 m/s^2, em vez de aplicar a fórmula correta que envolve a multiplicação de 2, g e h e a raiz quadrada.
Raio-X da questão
velocidade de queda
avaliacao
cálculo de velocidade · lei da gravidade
Revisar as leis da conservação de energia e movimento uniformemente acelerado.
O aluno pode confundir a fórmula da velocidade com a de aceleração, aplicando incorretamente os valores.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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