FísicaENEMBNCC EM13CNT204Fácil⏱ medio

Durante um teste de segurança realizado em uma pista horizontal, um carro de massa 1 200 kg move-se em linha…

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

Durante um teste de segurança realizado em uma pista horizontal, um carro de massa 1 200 kg move-se em linha reta com velocidade inicial de 20 m/s. Ao identificar um obstáculo, o motorista aciona os freios. Nesse intervalo, a força resultante horizontal sobre o carro tem módulo constante de 3 000 N e sentido oposto ao movimento. Desprezam-se a resistência do ar e qualquer variação na massa do carro. Com base nas informações do teste, qual será a velocidade do carro 5,0 s após o início da frenagem?

A) 10,0 m/s
B) 5,0 m/s
C) 0,0 m/s
D) 15,0 m/s
E) 7,5 m/s

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Identifique os dados. Massa m = 1 200 kg, velocidade inicial v0 = 20 m/s, força resultante F = 3 000 N no sentido oposto ao movimento, tempo t = 5,0 s. Como a força se opõe ao movimento, a aceleração é de frenagem (negativa).
Calcule a aceleração pela segunda lei de Newton. a = F / m = 3 000 / 1 200 = 2,5 m/s², com sinal negativo, ou seja, a = -2,5 m/s².
Aplique a função horária da velocidade do MRUV. v = v0 + a·t = 20 + (-2,5)·5,0 = 20 - 12,5 = 7,5 m/s.
Verifique se o carro ainda está em movimento nesse instante. O tempo para parar seria t = v0 / |a| = 20 / 2,5 = 8,0 s. Como 5,0 s é menor que 8,0 s, o carro ainda se move e a velocidade de 7,5 m/s é válida.
Conclusão. A alternativa E (7,5 m/s) está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque a desaceleração não é 2 m/s². A alternativa B está errada porque a força não é igual à aceleração. A alternativa C está errada porque o carro não para em 5,0 s. A alternativa D está errada porque o carro está desacelerando, não acelerando, e a velocidade não pode aumentar.

💡 Dica: Calcule a desaceleração e aplique na fórmula da velocidade.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente calculou a aceleração como 2 m/s² (erro na divisão de 3 000 por 1 200) e aplicou v = 20 - 2·5 = 10 m/s.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno provavelmente tratou a força de 3 000 N como se fosse a aceleração em m/s², ignorando a massa do carro, e calculou 20 - 3·5 = 5 m/s.

Por que engana: Confundir a força aplicada com a aceleração, não considerando a massa do carro na aplicação da segunda lei de Newton.

C Erradaerro: Interpretação

O aluno provavelmente interpretou que o carro para exatamente em 5,0 s, assumindo a = v0/t = 4 m/s², sem calcular a aceleração a partir da força e da massa.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente errou o cálculo da aceleração (usando cerca de 1 m/s²) ou tratou a força como se acelerasse o carro, obtendo 20 - 1·5 = 15 m/s, o que não corresponde a uma frenagem.

E Correta

Pela segunda lei de Newton, a aceleração do carro é a = F/m = 3 000/1 200 = 2,5 m/s², em sentido oposto ao movimento. Assim, tomando o sentido inicial como positivo, a = −2,5 m/s². Usando a equação v = v₀ + at, obtém-se v = 20 + (−2,5)·5 = 7,5 m/s. Como o resultado é positivo, o carro ainda se move no sentido inicial após 5,0 s.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

movimento uniformemente variado

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

segunda lei de Newton · movimento retilíneo uniformemente variado

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de movimento uniformemente variado e a segunda lei de Newton.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a força aplicada com a aceleração, não considerando a massa do carro na aplicação da segunda lei de Newton.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

Todas as questões de Transformações e Conservações em Sistemas

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog