Um bloco de massa m = 2,00 kg tem velocidade inicial v0 = 6,00 m/s sobre uma superfície horizontal com…
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 bloco de massa m = 2,00 kg tem velocidade inicial v0 = 6,00 m/s sobre uma superfície horizontal com coeficiente de atrito cinético µ_k = 0,25. Use g = 10 m/s². Determine a distância de parada d aplicando o trabalho do atrito.
- A) d = 8,00 m
- B) d = v0²/(2 µ_k g) = 6,00²/(2·0,25·10) = 7,20 m
- C) d = 12,00 m
- D) d = 1,50 m
- E) d = 3,00 m
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. m = 2,00 kg, v0 = 6,00 m/s, velocidade final v = 0 (o bloco para), µ_k = 0,25 e g = 10 m/s². A força de atrito cinético tem módulo Fat = µ_k·m·g = 0,25·2,00·10 = 5,00 N e atua contra o movimento.
- Aplique o teorema da energia cinética. O trabalho do atrito é igual à variação da energia cinética: τ(atrito) = Ecf − Eci = 0 − (1/2)·m·v0².
- Como o atrito é uma força de sentido oposto ao deslocamento, τ(atrito) = −Fat·d. Igualando: −µ_k·m·g·d = −(1/2)·m·v0². A massa se cancela, ficando µ_k·g·d = (1/2)·v0², ou seja, d = v0²/(2·µ_k·g).
- Substitua os valores. d = 6,00²/(2·0,25·10) = 36/5 = 7,20 m. Logo a alternativa B está correta, em concordância com o gabarito oficial. Note que a massa não influencia a distância de parada, pois ela aparece nos dois lados da equação.
- Por que as outras estão erradas. A (8,00 m) não resulta da fórmula aplicada corretamente com estes dados. C (12,00 m) é o dobro do valor correto, indicando erro no denominador. D (1,50 m) surge se v0 for multiplicado por µ_k em vez de usar a energia cinética, o que não tem base física. E (3,00 m) corresponde a v0/2, um atalho sem fundamento para esta situação, pois a distância depende do quadrado da velocidade.
💡 Dica: Calcule a força de atrito e aplique a fórmula do trabalho.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou o cálculo do denominador 2·0,25·10 ou arredondou o resultado de forma grosseira, chegando a 8,00 m em vez de 7,20 m.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do trabalho do atrito, aplicando incorretamente os valores de massa ou coeficiente de atrito.
Trabalho da força de atrito W = -µ_k m g d deve igualar variação de energia cinética: -µ_k m g d = -½ m v0² ? d = v0²/(2 µ_k g). Substituindo os valores obtém-se 7,20 m.
O aluno provavelmente errou o cálculo numérico do denominador da fórmula d = v0²/(2·µ_k·g), obtendo um valor que é o dobro do correto.
O aluno multiplicou a velocidade inicial pelo coeficiente de atrito (6,00·0,25 = 1,50) como se fosse a distância, sem relacionar o atrito à variação da energia cinética.
O aluno aplicou o atalho d = v0/2, confundindo a distância de parada com metade da velocidade inicial, o que só valeria com outras informações sobre o tempo de frenagem.
Raio-X da questão
trabalho do atrito
avaliacao
trabalho e energia · forças e atrito
Revisar a relação entre trabalho, força e distância em física.
O aluno pode confundir a fórmula do trabalho do atrito, aplicando incorretamente os valores de massa ou coeficiente de atrito.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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