Uma empresa brasileira testa um carro elétrico destinado ao transporte urbano. Em um trecho plano e retilíneo…
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 empresa brasileira testa um carro elétrico destinado ao transporte urbano. Em um trecho plano e retilíneo, o veículo, de massa total igual a 1 200 kg, parte do repouso e atinge 100 km/h em 10 s. Para analisar apenas a força resultante na direção do movimento, os engenheiros desprezam a resistência do ar, o atrito e a massa das partes giratórias do veículo. Considere 1 m/s = 3,6 km/h. Com base nos dados do teste, qual é o módulo da força resultante média, na direção do movimento, necessária para produzir essa aceleração no carro?
- A) Aproximadamente 33 336 N.
- B) Aproximadamente 1 000 N.
- C) Aproximadamente 40 000 N.
- D) Aproximadamente 12 000 N.
- E) Aproximadamente 3 333 N.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Converter a velocidade final para m/s usando 1 m/s = 3,6 km/h. Assim, 100 km/h = 100 / 3,6 m/s, que é aproximadamente 27,78 m/s.
- Como o carro parte do repouso (v0 = 0), a aceleração média é a = variação de velocidade / tempo = 27,78 / 10 = aproximadamente 2,78 m/s^2.
- Pela segunda lei de Newton, a força resultante na direção do movimento é F = m x a = 1200 x 2,78, que dá aproximadamente 3 333 N. Portanto, a alternativa E está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: a alternativa A usa a velocidade em m/s como se fosse a aceleração, sem dividir pelo tempo. A alternativa B corresponde a uma aceleração de cerca de 0,83 m/s^2, resultado de um erro na conversão de unidades. A alternativa C corresponde a uma aceleração de cerca de 33 m/s^2, obtida por um erro no cálculo. A alternativa D usa a aceleração de 10 m/s^2, obtida dividindo 100 (em km/h) por 10 s sem converter a velocidade para m/s.
💡 Dica: Calcule a força usando a segunda lei de Newton.
Alternativa por alternativa
Calculou a força multiplicando a massa pela velocidade final em m/s (1200 x 27,78), esquecendo de dividir pelo tempo para obter a aceleração.
Errou a conversão de unidades ou o cálculo da aceleração, chegando a um valor próximo de 0,83 m/s^2, o que resulta em cerca de 1 000 N.
Obteve uma aceleração de cerca de 33 m/s^2 por erro de cálculo ou de divisão e multiplicou esse valor pela massa.
Por que engana: Confundir a relação entre força, massa e aceleração, aplicando a fórmula de forma incorreta.
Dividiu 100 (valor em km/h) por 10 s, obtendo 10 m/s^2, sem converter a velocidade para m/s. Isso confunde a unidade da velocidade, o que leva a F = 1200 x 10 = 12 000 N.
A velocidade final deve ser convertida para o Sistema Internacional: 100 km/h ÷ 3,6 = 27,8 m/s. Como o carro parte do repouso, sua aceleração média é a = Δv/Δt = 27,8/10 = 2,78 m/s². Pela segunda lei de Newton, F = ma = 1 200 × 2,78 ≈ 3 333 N. Como as resistências foram desprezadas, essa é a força resultante solicitada.
Raio-X da questão
força e aceleração
avaliacao
segunda lei de Newton · cálculo de aceleração
Revisar a segunda lei de Newton e suas aplicações.
Confundir a relação entre força, massa e aceleração, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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