Educação FísicaCrianças bem pequenas (1a7m-3a11m)Média⏱ medio

Em uma atividade de ginástica de condicionamento, uma criança de massa m = 30 kg realiza um salto que eleva o…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Em uma atividade de ginástica de condicionamento, uma criança de massa m = 30 kg realiza um salto que eleva o centro de massa h = 0,25 m. Usando g = 10 m/s², determine: a) a velocidade mínima de decolagem (v) necessária para atingir essa altura (v = v(2·g·h)); b) o trabalho mecânico total associado à elevação do CM (W = m·g·h). Forneça resultados com unidades SI.

A) v ˜ 2,24 m/s; W = 75 J.
B) v = 2,24 m/s; W = 150 J.
C) v = 0 m/s; W = 0 J.
D) v = 5,00 m/s; W = 75 J.
E) v = 1,12 m/s; W = 75 J.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Velocidade mínima de decolagem. Pela conservação de energia, a energia cinética na decolagem (m v^2/2) se transforma em energia potencial gravitacional no ponto mais alto (m g h). Logo v^2 = 2 g h = 2 x 10 x 0,25 = 5, e v = raiz de 5, aproximadamente 2,24 m/s. Passo 2: Trabalho associado à elevação do CM. W = m g h = 30 x 10 x 0,25 = 75 J. Passo 3: Conclusão. Os dois resultados são v aproximadamente 2,24 m/s e W = 75 J, que correspondem à alternativa A. O gabarito oficial A está correto. Passo 4: Por que as outras estão erradas. B acerta a velocidade, mas o trabalho de 150 J não corresponde a m g h com h = 0,25 m. C supõe velocidade zero e trabalho zero, o que vale apenas no ponto mais alto ou se não houvesse elevação do CM. D usa v = 2 g h = 5 m/s, esquecendo de extrair a raiz quadrada. E obtém 1,12 m/s, que é a raiz de 5 dividida por 2, um erro de cálculo; o trabalho de 75 J está correto, mas a velocidade não.

💡 Dica: Calcule a velocidade e o trabalho usando as fórmulas dadas.

Alternativa por alternativa

A Correta

v = v(2·g·h) = v(2·10·0,25) = v5 ˜ 2,24 m/s. W = m·g·h = 30·10·0,25 = 75 J.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno calculou corretamente a velocidade, mas dobrou o trabalho, provavelmente usando 2 m g h ou tomando h como 0,5 m. Ele mistura a fórmula do trabalho com a de energia cinética.

Por que engana: Confundir a fórmula do trabalho mecânico, calculando incorretamente a altura ou a massa.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno confunde a velocidade no ponto mais alto, que é zero, com a velocidade mínima de decolagem. Também acredita que não há trabalho porque a criança fica parada no topo, ignorando que o trabalho é associado à elevação do CM.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno calcula v^2 = 2 g h = 5 e responde v = 5 m/s, esquecendo de extrair a raiz quadrada. Confunde o valor de v^2 com o de v.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno obtém a raiz de 5 corretamente, mas divide o resultado por 2, possivelmente aplicando a metade da energia cinética de forma indevida na fórmula da velocidade. Acerta o trabalho de 75 J.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Analisar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

cinemática e trabalho

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cinemática e trabalho · movimento e força

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de cinemática e trabalho mecânico.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a fórmula do trabalho mecânico, calculando incorretamente a altura ou a massa.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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