Durante um impulso horizontal, um dançarino de massa m = 60 kg aplica ao chão uma força média horizontal F =…
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
Durante um impulso horizontal, um dançarino de massa m = 60 kg aplica ao chão uma força média horizontal F = 120 N durante ?t = 0,20 s. Calcule a variação de velocidade ?v do centro de massa. Use J = F·?t (N·s) e J = m·?v.
- A) ?v = 0,40 m/s
- B) ?v = 0,10 m/s
- C) ?v = 0,20 m/s
- D) ?v = 1,00 m/s
- E) ?v = 0,50 m/s
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado: massa m = 60 kg, força média F = 120 N e intervalo de tempo Δt = 0,20 s. Pede-se a variação de velocidade do centro de massa, Δv.
- Calcule o impulso com J = F·Δt = 120 × 0,20 = 24 N·s.
- Pelo teorema do impulso, J = m·Δv. Logo Δv = J/m = 24/60 = 0,40 m/s.
- Portanto a alternativa correta é A, Δv = 0,40 m/s, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: B (0,10 m/s) corresponderia a um impulso de 6 N·s, não de 24 N·s; C (0,20 m/s) resultaria de dividir o impulso pela força em vez da massa; D (1,00 m/s) exigiria impulso de 60 N·s, que não surge dos dados; E (0,50 m/s) exigiria impulso de 30 N·s, o que não corresponde ao produto 120 × 0,20.
💡 Dica: Aplique a fórmula J = F·?t para encontrar a variação de velocidade.
Alternativa por alternativa
J = F·?t = 120 N·0,20 s = 24 N·s; ?v = J/m = 24 N·s / 60 kg = 0,40 m/s.
O aluno provavelmente usou um tempo de 0,05 s em vez de 0,20 s, ou errou a multiplicação do impulso, chegando a um impulso de 6 N·s.
O aluno dividiu o impulso pela força (24/120) em vez de dividir pela massa, confundindo a relação entre impulso, massa e variação de velocidade.
O aluno leu o tempo como 0,50 s em vez de 0,20 s, ou inverteu os dados do problema, obtendo 120 × 0,50 / 60 = 1,00 m/s.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre força, tempo e variação de velocidade, aplicando a fórmula de forma incorreta.
O aluno errou a multiplicação F·Δt, obtendo um impulso de 30 N·s (por exemplo, 120 × 0,25), e depois dividiu corretamente por 60.
Raio-X da questão
impulso e variação de velocidade
avaliacao
impulso e variação de velocidade · segunda lei de Newton
Revisar as relações entre força, impulso e variação de velocidade.
O aluno pode confundir a relação entre força, tempo e variação de velocidade, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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