Durante uma atividade de Física em uma escola pública, uma bola de massa 0,5 kg é lançada verticalmente para…
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
Durante uma atividade de Física em uma escola pública, uma bola de massa 0,5 kg é lançada verticalmente para cima, a partir do solo, com velocidade inicial de 20 m/s. O experimento ocorre em local onde a aceleração da gravidade pode ser considerada constante e igual a 10 m/s². Despreza-se a resistência do ar. Considere como altura máxima a distância vertical entre o ponto de lançamento e o ponto mais alto atingido pela bola. Com base nas informações do experimento, qual é a altura máxima atingida pela bola em relação ao ponto de lançamento?
- A) 4 m
- B) 30 m
- C) 20 m
- D) 40 m
- E) 10 m
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa 0,5 kg (não influencia a altura, pois a queda livre independe da massa), velocidade inicial v0 = 20 m/s, gravidade g = 10 m/s² e resistência do ar desprezada. No ponto mais alto a velocidade da bola é zero.
- Escolha a equação adequada. Como não há tempo no enunciado, use a equação de Torricelli para o movimento vertical com aceleração constante: v^2 = v0^2 - 2gh.
- Substitua os valores no ponto mais alto. 0^2 = 20^2 - 2 x 10 x h, ou seja, 0 = 400 - 20h.
- Resolva para h. 20h = 400, logo h = 20 m. Como a altura foi medida a partir do ponto de lançamento, esse é o resultado procurado.
- Confira pela energia. Energia cinética inicial igual à energia potencial no topo: m v0^2 / 2 = m g h, então h = v0^2 / (2g) = 400 / 20 = 20 m.
- Análise das alternativas erradas. A (4 m) resulta de dividir v0^2 por um valor errado, não por 2g. B (30 m) não corresponde a nenhuma relação física da queda, sendo apenas uma soma de números dos dados. D (40 m) seria a altura se a bola mantivesse a velocidade inicial, o que ignora a desaceleração da gravidade. E (10 m) surge ao usar 4g no denominador em vez de 2g.
- Conclusão: a alternativa correta é a C, em concordância com o gabarito oficial.
💡 Dica: Use a fórmula da altura máxima em movimento uniformemente variado.
Alternativa por alternativa
Calculou v0^2 dividido por 100 (ou seja, 20^2 / 10^2), tratando g^2 em vez de 2g na fórmula da altura máxima.
Por que engana: Confundir a fórmula da altura máxima com a fórmula da energia cinética, resultando em um valor incorreto.
Somou ou combinou os números dos dados (por exemplo, 20 + 10) em vez de aplicar uma equação do movimento, sem relação com a física da queda.
No ponto mais alto, a velocidade da bola é nula. Aplicando a equação v² = v₀² + 2aΔh, com v = 0, v₀ = 20 m/s e a = −10 m/s²: 0 = 20² − 2 · 10 · Δh. Assim, Δh = 400/20 = 20 m. A massa da bola não interfere no resultado, pois a resistência do ar foi desprezada.
Tratou o movimento como uniforme, multiplicando a velocidade inicial pelo tempo de subida (20 x 2 = 40), sem considerar que a gravidade reduz a velocidade até zero.
Usou 4g no denominador (400 / 40 = 10), ou seja, dobrou por engano o fator 2g da fórmula, o que indica descuido com a fórmula e seus coeficientes.
Raio-X da questão
altura máxima em movimento
avaliacao
equações do movimento uniformemente acelerado · energia potencial gravitacional
Revisar as fórmulas de movimento uniformemente acelerado.
Confundir a fórmula da altura máxima com a fórmula da energia cinética, resultando em um valor incorreto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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