Física2ª sérieBNCC EM13CNT101Média⏱ medio

Ao realizar um experimento de queda livre, um aluno solta uma bola de uma altura de 20 metros. Considerando g…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

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

Ao realizar um experimento de queda livre, um aluno solta uma bola de uma altura de 20 metros. Considerando g = 10 m/s², quanto tempo a bola leva para atingir o solo?

A) 3 s
B) 2 s
C) 4 s
D) 1 s
E) 5 s

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Identifique os dados. A bola é solta do repouso (velocidade inicial zero), de uma altura h = 20 m, com g = 10 m/s². Como é queda livre, usamos a fórmula h = (g·t^2)/2.
Substitua os valores na fórmula: 20 = (10·t^2)/2, ou seja, 20 = 5·t^2.
Isole t^2 dividindo os dois lados por 5: t^2 = 4.
Extraia a raiz quadrada positiva (o tempo não pode ser negativo): t = raiz de 4 = 2 s. Portanto, a alternativa correta é a B, que coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas. A) 3 s não satisfaz 5·t^2 = 20, pois daria 45. C) 4 s daria 5·16 = 80, muito maior que 20. D) 1 s daria 5·1 = 5, valor insuficiente para cobrir 20 m. E) 5 s daria 5·25 = 125, também incompatível com a altura de 20 m.
Verificação de bom senso. Uma bola solta de 20 m, cerca de um prédio de sete andares, leva alguns segundos para cair, e 2 s é um valor plausível.

💡 Dica: Use a fórmula da queda livre para calcular o tempo.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno aplica corretamente h = g·t^2/2, mas erra a extração da raiz quadrada ou faz uma estimativa grosseira, chegando a um valor próximo de 3 s sem verificar o resultado na equação.

Por que engana: Confundir a relação entre altura e tempo, utilizando a fórmula errada para calcular o tempo de queda.

B Correta

Cálculo correto, a bola leva 2 segundos.

C Erradaerro: Procedimental

O aluno divide a altura pelo fator 5 (20 / 5 = 4) e para aí, esquecendo de extrair a raiz quadrada de t^2, ou seja, confunde t^2 com t.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno usa uma relação inventada, como t = h/(2g), que não corresponde à equação do movimento de queda livre. Ele não domina a fórmula que relaciona altura e tempo com aceleração constante.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que o tempo de queda depende apenas da aceleração da gravidade e ignora a altura, calculando g/2 = 5 s. Essa intuição de senso comum não se sustenta na cinemática.

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🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

queda livre

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

equações do movimento uniformemente acelerado · queda livre

📚 Reveja

Revisar a fórmula do tempo de queda livre e a aceleração da gravidade.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre altura e tempo, utilizando a fórmula errada para calcular o tempo de queda.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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