Um menino de 30 kg pula de 0,80 m e para ao cair em 0,40 m. Qual é a força média do chão nele? Use g = 10…
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 menino de 30 kg pula de 0,80 m e para ao cair em 0,40 m. Qual é a força média do chão nele? Use g = 10 N/kg.
- A) 9000 N
- B) 600 N
- C) 300 N
- D) 900 N
- E) 1200 N
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 30 kg, peso P = m·g = 30 × 10 = 300 N, altura de queda h = 0,80 m e distância de parada d = 0,40 m, durante a qual o menino é desacelerado até parar. Passo 2: Use o teorema trabalho-energia do início da queda até o repouso final. O trabalho do peso ao longo de toda a trajetória (h + d = 0,80 + 0,40 = 1,20 m) é igual ao trabalho da força média do chão, que atua apenas nos 0,40 m finais e se opõe ao movimento. Passo 3: Escreva a equação. P·(h + d) − F·d = 0, logo F = P·(h + d)/d. Passo 4: Substitua os valores. F = 300 × 1,20 / 0,40 = 300 × 3 = 900 N. Passo 5: Conclusão. A força média do chão vale 900 N, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (9000 N) resulta de erro de unidade ou de multiplicação excessiva; B (600 N) considera apenas mgh/d e ignora o trabalho do peso durante a parada; C (300 N) iguala a força do chão ao peso, desconsiderando a desaceleração; E (1200 N) soma a distância d duas vezes ao calcular a altura total.
💡 Dica: Calcule a energia potencial e a força média durante a frenagem.
Alternativa por alternativa
Provavelmente erra as unidades ou multiplica o peso por um fator indevido, chegando a uma força de ordem de grandeza muito maior que a plausível para uma criança.
Por que engana: O aluno pode confundir a força média de reação com a força peso, não considerando a desaceleração durante a frenagem.
Calcula apenas mgh/d, usando somente a altura de queda como energia a ser dissipada e esquecendo que o peso também realiza trabalho nos 0,40 m em que o menino desce até parar.
Acredita que a força do chão é igual ao peso do menino (300 N), intuição do dia a dia que ignora a desaceleração provocada pelo impacto.
A força média do chão é o peso do menino mais a força para pará-lo. Assim, N = 30 × 10 × (1 + 0,80 ÷ 0,40) = 900 N.
Soma a distância d de parada duas vezes ao calcular o deslocamento total (0,80 + 0,40 + 0,40 = 1,60 m), o que superestima o trabalho do peso.
Raio-X da questão
força média de reação
avaliacao
força e movimento · cálculo de forças
Revisar as leis de Newton e cálculo de forças.
O aluno pode confundir a força média de reação com a força peso, não considerando a desaceleração durante a frenagem.
saude
pensamento_critico
cientifico
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