Imagem: Um contêiner de m = 500 kg se desloca a v = 4,0 m/s e colide com um amortecedor que exerce força média…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Imagem: Um contêiner de m = 500 kg se desloca a v = 4,0 m/s e colide com um amortecedor que exerce força média F = 5,0×10^4 N durante ?t = 0,02 s. Avalie duas medidas para evitar danos: (a) aumentar ?t para parar o contêiner; calcule ?t necessário; (b) reduzir massa mantendo ?t inicial; calcule massa máxima que permita parada.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Para parar: impulso necessário I = m·v = 500·4 = 2000 N·s. (a) ?t = I/F = 2000/5,0×10^4 = 0,04 s. (b) Com ?t=0,02 s, I disponível = F·?t = 1000 N·s ? m_max = I/v = 1000/4 = 250 kg. Conclusão: aumentar ?t é mais viável e sustentável (amortecedores) do que reduzir massa do contêiner, que implica reengenharia logística ou perda de carga.
Explicação
A análise do impulso necessário para parar o contêiner mostra que aumentar o tempo de parada é uma solução viável, pois resulta em um tempo de 0,04 s, que é maior do que o tempo inicial de 0,02 s. Por outro lado, a redução da massa máxima permitida para manter o tempo inicial resulta em um valor de 250 kg, o que pode comprometer a carga transportada. Portanto, aumentar o tempo de parada é mais sustentável e prático do que alterar a massa do contêiner.
Raio-X da questão
força, massa, aceleração
avaliacao
segunda lei de Newton · impulso e momentum
Revisar as leis de Newton e a relação entre força, massa e aceleração.
O aluno pode confundir a relação entre força, tempo e variação de momentum, não aplicando corretamente a fórmula do impulso.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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