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Educação Física9º anoBNCC EF89EF12Média⏱ medio

Ao saltar levemente durante um passo, as pernas do dançarino atuam como uma mola efetiva. Para massa m = 70 kg…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EF89EF12

Experimentar, fruir e recriar danças de salão, valorizando a diversidade cultural e respeitando a tradição dessas culturas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Ao saltar levemente durante um passo, as pernas do dançarino atuam como uma mola efetiva. Para massa m = 70 kg e constante efetiva k = 2,0×104 N·m?¹, estime a frequência natural (Hz) da oscilação vertical usando ? = v(k/m) e f = ?/(2p).

  1. A) f ˜ 10,0 Hz para a oscilação vertical.
  2. B) f ˜ 5,0 Hz para a oscilação.
  3. C) f ˜ 3,5 Hz para a oscilação vertical.
  4. D) f ˜ 2,69 Hz
  5. E) f ˜ 1,0 Hz para a oscilação.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

  1. Identifique os dados. Massa m = 70 kg e constante efetiva k = 2,0×10^4 N/m. O enunciado usa o símbolo de ômega (ω) para a frequência angular e f para a frequência em hertz, com f = ω/(2π). Passo 2: Calcule a frequência angular ω = raiz de (k/m). Primeiro, k/m = 2,0×10^4 / 70 ≈ 285,7 s^-2. Depois, ω = raiz de 285,7 ≈ 16,9 rad/s. Passo 3: Calcule a frequência em hertz. f = ω/(2π) = 16,9 / 6,283 ≈ 2,69 Hz. Passo 4: Compare com o gabarito. O resultado coincide com a alternativa D, que é o gabarito oficial. Passo 5: Justifique por que as demais estão erradas. A (10,0 Hz) é alta demais para uma mola com essa rigidez e massa, e não corresponde ao cálculo. B (5,0 Hz) também não resulta da fórmula aplicada aos dados. C (3,5 Hz) não corresponde ao valor obtido com f = ω/(2π). E (1,0 Hz) fica muito abaixo do valor calculado. Conclusão: a frequência natural estimada é aproximadamente 2,7 Hz, alternativa D.

💡 Dica: Aplique a fórmula da frequência natural com os valores dados.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno provavelmente errou o cálculo intermediário ou a conversão de ω para f, obtendo um valor de ordem de grandeza muito maior que o correto. Pode ter tratado a razão k/m ou a raiz de forma incorreta.

Por que engana: Confundir a fórmula da frequência natural, aplicando incorretamente os valores de massa e constante elástica.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente aplicou a fórmula corretamente em parte, mas errou a divisão por 2π ou a raiz quadrada, chegando a um valor intermediário sem base no cálculo correto.

C Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente dividiu a frequência angular por outro fator, como π em vez de 2π, ou fez um arredondamento indevido da razão k/m, afastando-se do resultado correto.

D Correta

? = v(2,0×104 / 70) ˜ 16,91 s?¹; f = 16,91/(2p) ˜ 2,69 Hz.

E Erradaerro: Atenção

O aluno provavelmente confundiu frequência com outra grandeza ou errou a ordem de grandeza dos números, por exemplo na potência de 10 de k ou na divisão por 2π.

Raio-X da questão

Dificuldade Média
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

frequência natural

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

frequência natural · oscilação de molas

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de frequência e oscilação em sistemas massa-mola.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a fórmula da frequência natural, aplicando incorretamente os valores de massa e constante elástica.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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