Um jogador chuta uma bola de 0,45 kg. A força média aplicada é F = 90 N por ?t = 0,05 s. Usando I = F·?t (N·s)…
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
Um jogador chuta uma bola de 0,45 kg. A força média aplicada é F = 90 N por ?t = 0,05 s. Usando I = F·?t (N·s) e p = m·v (kg·m/s), calcule o impulso sobre a bola e a variação de velocidade resultante.
- A) Impulso 4,5 N·s; ?v = 10 m/s
- B) Impulso 4,5 N·s; ?v = 0,22 m/s
- C) Impulso 90 N·s; ?v = 200 m/s
- D) Impulso 0,225 N·s; ?v = 0,5 m/s
- E) Impulso 450 N·s; ?v = 1000 m/s
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Calculo o impulso com I = F·Δt. Temos F = 90 N e Δt = 0,05 s, logo I = 90 × 0,05 = 4,5 N·s.
- Pelo teorema do impulso, o impulso e igual a variacao da quantidade de movimento: I = Δp = m·Δv. Como a massa e m = 0,45 kg, temos Δv = I / m.
- Calculo a variacao de velocidade: Δv = 4,5 / 0,45 = 10 m/s. Portanto, a alternativa correta e a A (impulso 4,5 N·s; Δv = 10 m/s), que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estao erradas. B: o impulso esta certo, mas a divisao por 0,45 foi feita de forma incorreta, resultando em 0,22 m/s. C: o valor 90 N·s e apenas a forca, pois o tempo de contato nao foi multiplicado. D: o impulso 0,225 N·s resulta de multiplicar o impulso por 0,05 uma segunda vez, e a velocidade 0,5 m/s deriva desse valor. E: o impulso 450 N·s resulta de dividir a forca por 0,05 em vez de multiplicar, e a velocidade 1000 m/s deriva desse erro.
- Conferencia: m·Δv = 0,45 × 10 = 4,5 N·s, que e exatamente o impulso calculado, confirmando a resposta.
💡 Dica: Calcule o impulso e a variação de velocidade usando as fórmulas fornecidas.
Alternativa por alternativa
I = 90·0,05 = 4,5 N·s; ?v = 4,5/0,45 = 10 m/s.
O aluno calculou o impulso corretamente, mas na divisao por m = 0,45 kg obteve 0,22 m/s, o que indica erro na conta ou no posicionamento da virgula decimal.
Por que engana: Confundir a fórmula do impulso e calcular a variação de velocidade incorretamente, resultando em valores que não correspondem à aplicação da força e tempo dados.
O aluno tomou a propria forca (90 N) como impulso, esquecendo de multiplicar pelo intervalo de tempo de 0,05 s, e a partir disso calculou uma velocidade de 200 m/s.
O aluno multiplicou o impulso por 0,05 s uma segunda vez (4,5 × 0,05 = 0,225 N·s) e depois dividiu por 0,45 kg, chegando a 0,5 m/s.
O aluno dividiu a forca pelo tempo em vez de multiplicar (90 ÷ 0,05 = 1800, ou 90 × 5 = 450 N·s), o que inverte a relacao entre impulso, forca e tempo.
Raio-X da questão
impulso e variação de velocidade
avaliacao
impulso e variação de velocidade · força média
Revisar as fórmulas de impulso e quantidade de movimento.
Confundir a fórmula do impulso e calcular a variação de velocidade incorretamente, resultando em valores que não correspondem à aplicação da força e tempo dados.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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