Um aluno de massa m = 40,0 kg aumenta sua velocidade horizontal de v1 = 0,60 m/s para v2 = 1,20 m/s realizando…
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 aluno de massa m = 40,0 kg aumenta sua velocidade horizontal de v1 = 0,60 m/s para v2 = 1,20 m/s realizando o impulso em ?t igual a 2 batidas de uma música de 120 BPM. Calcule a força média horizontal aplicada. Use F_avg = m·?v/?t; 120 BPM = 2,0 Hz (1 batida = 0,5 s).
- A) F_med = 12 N
- B) F_med = 30 N
- C) F_med = 20 N
- D) F_med = 24 N
- E) F_med = 15 N
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 40,0 kg; velocidade inicial v1 = 0,60 m/s; velocidade final v2 = 1,20 m/s. O intervalo de tempo é de 2 batidas, e cada batida dura 0,5 s, logo Δt = 2 x 0,5 = 1,0 s.
- Calcule a variação de velocidade. Δv = v2 - v1 = 1,20 - 0,60 = 0,60 m/s.
- Aplique a fórmula da força média. F_med = m x Δv / Δt = 40,0 x 0,60 / 1,0 = 24 N. Equivalentemente, o impulso é Δp = 40,0 x 0,60 = 24 kg·m/s, e a força média é Δp/Δt = 24 / 1,0 = 24 N.
- Compare com o gabarito. O resultado 24 N coincide com a alternativa D, que é o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (12 N) resulta de usar Δt = 2 s, tratando as 2 batidas como 2 segundos. B (30 N) corresponde a um Δt de 0,8 s, o que indica erro na conversão do tempo. C (20 N) resulta de dividir o impulso por 1,2 s, usando a velocidade final no lugar do intervalo de tempo. E (15 N) corresponde a um Δt de 1,6 s, erro na soma ou conversão do intervalo de tempo.
💡 Dica: Calcule a variação de velocidade e o tempo antes de aplicar a fórmula da força.
Alternativa por alternativa
O aluno tomou as 2 batidas como 2 segundos, ignorando que cada batida dura 0,5 s, e assim usou Δt = 2 s.
O aluno calculou mal o intervalo de tempo, chegando a cerca de 0,8 s, e não a 1,0 s, o que aumenta a força para 30 N.
O aluno dividiu a variação de momento pela velocidade final (1,20 m/s) em vez de pelo intervalo de tempo, confundindo a grandeza do denominador.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da força média, aplicando incorretamente a variação de tempo ou a variação de velocidade.
?v = 1.20-0.60 = 0.60 m/s; ?t = 2 batidas = 2·0.5 s = 1.0 s; F = m·?v/?t = 40·0.60/1.0 = 24 N.
O aluno obteve um intervalo de tempo de cerca de 1,6 s, provavelmente por erro na conversão de batidas em segundos, o que reduz a força para 15 N.
Raio-X da questão
força média aplicada
avaliacao
força média aplicada · cálculo de variação de velocidade
Revisar a fórmula da força média e como calcular variação de velocidade.
O aluno pode confundir a fórmula da força média, aplicando incorretamente a variação de tempo ou a variação de velocidade.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Um praticante de luta (massa m = 60 kg) recebe um empurrão controlado que faz seu centro de massa adquirir velocidade…
- Na aula de Educação Física, um aluno de 20 kg começa parado e chega a 4 m/s em 2 segundos, correndo para a frente. Qual…
- No treino de empurrões controlados, um praticante aplica um impulso horizontal para deslocar o parceiro de massa m = 30…
- Um dançarino de massa m = 60 kg recebe um empurrão horizontal constante de F = 120 N durante t = 0,50 s sobre piso cuja…
- Durante uma sequência, um seguidor de massa m = 50 kg aumenta sua velocidade horizontal de vi = 0,50 m/s para vf = 0,80…
- Um dançarino de massa m = 70 kg executa um passo lateral e reduz sua velocidade horizontal de 1,5 m/s a 0 m/s em ?t =…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog