Durante um teste de segurança realizado em uma pista retilínea, um carro de massa 1.200 kg teve sua velocidade…
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
Durante um teste de segurança realizado em uma pista retilínea, um carro de massa 1.200 kg teve sua velocidade aumentada uniformemente de 0 km/h para 72 km/h em 12 s. Desprezando a resistência do ar e o atrito com a pista, considere que a força resultante média corresponde à variação da quantidade de movimento dividida pelo intervalo de tempo. Com base nos dados do teste, qual foi o módulo da força resultante média exercida sobre o carro durante a aceleração?
- A) 2.400 N
- B) 7.200 N
- C) 2.000 N
- D) 24.000 N
- E) 1.200 N
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Converter a velocidade final para m/s. Como 1 m/s equivale a 3,6 km/h, 72 km/h dividido por 3,6 resulta em 20 m/s. A velocidade inicial é 0.
- Calcular a variação da quantidade de movimento. Delta p = m x (v final - v inicial) = 1.200 x (20 - 0) = 24.000 kg.m/s.
- Aplicar a relação dada no enunciado, Fr = Delta p / Delta t. Fr = 24.000 / 12 = 2.000 N.
- Conferir a resposta. A força média de 2.000 N é coerente: com a massa de 1.200 kg, a aceleração média seria 20 / 12, aproximadamente 1,67 m/s^2, e F = m x a = 1.200 x 1,67 = 2.000 N.
- Por que as outras estão erradas:
- A) 2.400 N resulta de um erro no cálculo, como dividir 24.000 por 10 em vez de 12.
- B) 7.200 N surge de não converter km/h para m/s, usando 72 / 12 = 6 e multiplicando pela massa.
- D) 24.000 N é o valor da variação da quantidade de movimento, esquecendo de dividir pelo intervalo de tempo.
- E) 1.200 N é apenas a massa do carro, sem relação com a força média.
- O gabarito oficial (C) está correto e coincide com a resolução independente feita aqui.
💡 Dica: Calcule a aceleração e aplique na fórmula da força.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente fez a conta corretamente até a variação da quantidade de movimento, mas dividiu por um tempo errado (10 s em vez de 12 s) ou fez outro erro aritmético na divisão.
O aluno usou o valor 72 diretamente como velocidade, sem converter km/h para m/s, obtendo 72 / 12 = 6 e multiplicando pela massa de 1.200 kg.
Primeiro, converte-se a velocidade final: 72 km/h = 20 m/s. Como o carro parte do repouso, a variação da velocidade é 20 m/s. A aceleração média é a = Δv/Δt = 20/12 = 5/3 m/s². Portanto, a força resultante média é F = m·a = 1.200 · 5/3 = 2.000 N.
O aluno calculou corretamente a variação da quantidade de movimento (24.000 kg.m/s), mas esqueceu que a força é essa variação dividida pelo intervalo de tempo, confundindo impulso com força.
O aluno acredita que a força resultante é igual à massa do carro, ignorando a aceleração e a relação entre força, massa e variação de velocidade.
Raio-X da questão
força média
avaliacao
força e aceleração · unidades de medida
Revisar a fórmula da força e como calcular aceleração.
O aluno pode confundir a fórmula da força média, aplicando incorretamente a aceleração ou a massa do carro.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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