Uma criança de massa m = 30 kg realiza um salto de condicionamento: durante o impulso de contato com o chão t…
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
Uma criança de massa m = 30 kg realiza um salto de condicionamento: durante o impulso de contato com o chão t = 0,12 s atinge altura ?h = 0,20 m do centro de massa. Use g = 10 m/s². Calcule a força média das pernas sobre o chão durante o impulso usando v = v(2 g ?h) e F_avg = m·v/t + m·g. Resultado em N.
- A) F_avg = 654 N.
- B) F_avg = 795 N.
- C) F_avg = 500 N.
- D) F_avg = 800 N.
- E) F_avg = 200 N.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcular a velocidade de saída usando v = raiz de (2 g Δh). Com g = 10 m/s² e Δh = 0,20 m, temos 2 × 10 × 0,20 = 4, logo v = raiz de 4 = 2 m/s. Passo 2: Calcular o termo do impulso, m·v/t = 30 × 2 / 0,12 = 60 / 0,12 = 500 N. Passo 3: Calcular o peso da criança, m·g = 30 × 10 = 300 N. Passo 4: Somar os termos conforme a fórmula dada, F_avg = 500 + 300 = 800 N. Passo 5: Conferir a coerência física: durante o impulso, a força resultante para cima acelera a criança de 0 até 2 m/s em 0,12 s, pelo teorema do impulso (F_res·t = m·Δv), então F_res = 500 N, e a força do chão deve ser essa resultante somada ao peso, ou seja, 800 N. Resposta final: alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (654 N) não corresponde a nenhum passo do cálculo com g = 10; B (795 N) só surge se o peso for calculado com g = 9,8; C (500 N) esquece de somar o peso mg; E (200 N) resulta de subtrair 500 de 300 e tomar o módulo, o que inverte a lógica da força.
💡 Dica: Calcule a velocidade inicial e aplique na fórmula da força média.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou em alguma etapa aritmética, como a divisão 60 / 0,12 ou a soma final, chegando a um valor que não corresponde a 500 + 300.
O aluno provavelmente usou g = 9,8 m/s² no peso (30 × 9,8 = 294 N) e na velocidade, em vez do valor g = 10 m/s² indicado no enunciado, o que resulta em aproximadamente 795 N.
Por que engana: Confundir a força média com a força gravitacional, não considerando a aceleração do salto.
O aluno calculou apenas o termo do impulso, m·v/t = 500 N, e esqueceu que a força do chão precisa também sustentar o peso da criança, ou seja, somar m·g.
v = v(2·10·0,20) = 2,0 m/s. Força média do impulso (líquida) m·v/t = 30·2,0/0,12 = 500 N. Força total nas pernas = 500 N + m·g = 500 + 30·10 = 800 N.
O aluno subtraiu o peso do termo do impulso, calculando 300 − 500 = −200 e tomando apenas o módulo, em vez de somar as duas parcelas conforme a fórmula dada.
Raio-X da questão
força média no salto
avaliacao
cálculo de força média · movimento uniformemente acelerado
Revisar as fórmulas de movimento e força em física.
Confundir a força média com a força gravitacional, não considerando a aceleração do salto.
saude
tomada_decisao
cientifico
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