Uma maçã de 0,1 kg cai do alto de uma árvore. Qual é o impacto que ela exerce no chão ao atingir a velocidade…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Uma maçã de 0,1 kg cai do alto de uma árvore. Qual é o impacto que ela exerce no chão ao atingir a velocidade máxima de 14 m/s? Calcule a força do impacto assumindo que o tempo de parada é de 0,1 s.
- A) 7 N
- B) 14 N
- C) 21 N
- D) 10 N
- E) 0 N
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 0,1 kg, velocidade no instante do impacto v = 14 m/s, tempo de parada Δt = 0,1 s. Como a maçã parte do repouso na queda e para no chão, a variação de velocidade no impacto é de 14 m/s até 0.
- Use o teorema do impulso, que relaciona força média e variação da quantidade de movimento: F × Δt = m × Δv.
- Calcule a variação da quantidade de movimento. Δp = 0,1 × 14 = 1,4 kg·m/s.
- Calcule a força média. F = 1,4 / 0,1 = 14 N. Logo, a alternativa correta é a B.
- Verifique as outras alternativas. A alternativa A (7 N) estaria certa apenas se a variação de velocidade fosse 7 m/s, o que não corresponde ao enunciado. A alternativa C (21 N) não resulta de nenhuma relação física válida com os dados. A alternativa D (10 N) não decorre do cálculo, pois o valor 10 não aparece em nenhuma etapa correta. A alternativa E (0 N) ignora que a maçã sofre uma desaceleração brusca ao parar.
- Concluindo, o gabarito oficial B está correto e coincide com a resolução feita de forma independente.
💡 Dica: Use a fórmula da força para calcular o impacto.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente usou a velocidade média (7 m/s, metade de 14 m/s) no lugar da variação total de velocidade, ou dividiu a variação de velocidade por 2Δt.
Por que engana: O aluno pode confundir a força do impacto com a força gravitacional, utilizando a massa e a aceleração da gravidade sem considerar o tempo de parada.
Cálculo correto, aplicando F = ?p/?t.
O aluno provavelmente somou parcelas sem fundamento físico, como acrescentar metade da velocidade ao valor do impulso, criando um termo extra que não existe na relação F·Δt = m·Δv.
O aluno provavelmente trocou dados do enunciado ou usou um valor arredondado de g (10 m/s²) sem relação com o cálculo do impacto, confundindo o peso da maçã com a força do impacto.
O aluno provavelmente acredita que, como a maçã está em repouso após o impacto ou que a força só existe com movimento constante, não há força no impacto; na verdade, a parada brusca exige uma força não nula.
Raio-X da questão
força do impacto
avaliacao
força e massa · movimento uniformemente acelerado
Revisar a relação entre massa, velocidade e força de impacto.
O aluno pode confundir a força do impacto com a força gravitacional, utilizando a massa e a aceleração da gravidade sem considerar o tempo de parada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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