Durante uma atividade de Física em uma área de proteção ambiental, estudantes analisam a queda vertical de uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma atividade de Física em uma área de proteção ambiental, estudantes analisam a queda vertical de uma pequena pedra, solta do repouso, a partir de um mirante. A altura entre o ponto de soltura e o solo é de 45,0 m. Para o modelo utilizado, a resistência do ar é desprezada e a aceleração da gravidade é constante, com módulo g = 10 m/s². Nesse caso, a velocidade de impacto pode ser calculada por v = v(2gh), em que h representa a altura da queda. Com base no texto, determine o módulo e a direção da velocidade da pedra imediatamente antes de atingir o solo.
- A) 30,0 m/s, na horizontal.
- B) 30,0 m/s, para baixo.
- C) 45,0 m/s, para baixo.
- D) 30,0 m/s, para cima.
- E) 20,0 m/s, para baixo.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A pedra é solta do repouso, logo a velocidade inicial é zero. A altura é h = 45,0 m e a gravidade é g = 10 m/s².
- Aplique a fórmula dada: v = raiz de (2 x g x h) = raiz de (2 x 10 x 45,0) = raiz de 900 = 30,0 m/s.
- Determine a direção. A pedra cai verticalmente por ação da gravidade, que aponta para o solo. Portanto, no instante do impacto a velocidade é vertical e para baixo.
- Conclusão. Módulo 30,0 m/s e direção para baixo, o que corresponde à alternativa B, de acordo com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A tem direção horizontal, mas a queda é vertical. C usa o valor da altura como se fosse a velocidade, o que não corresponde à fórmula. D indica sentido para cima, contrário ao movimento de queda. E aparece por erro de cálculo, pois 20,0 m/s não resulta de 2gh com h = 45,0 m.
💡 Dica: Aplique a fórmula da velocidade de impacto considerando a altura e a aceleração da gravidade.
Alternativa por alternativa
O aluno associa a velocidade de impacto a um deslocamento horizontal, talvez por imaginar a pedra sendo lançada para longe do mirante. O enunciado diz que a queda é vertical e a pedra é solta do repouso.
Como a pedra é solta do repouso e realiza uma queda vertical, aplica-se v = √(2gh). Substituindo os valores: v = √(2 · 10 · 45) = √900 = 30,0 m/s. A direção da velocidade é para baixo, pois a pedra se desloca em direção ao solo.
O aluno confunde o módulo da velocidade com o valor da altura de 45,0 m, usando h diretamente como resposta ou esquecendo de extrair a raiz quadrada do produto 2gh.
Por que engana: Confundir a fórmula da velocidade de impacto, utilizando valores incorretos para a altura ou a aceleração da gravidade.
O aluno acredita que a velocidade aponta para cima, intuindo que algo que 'vai contra a gravidade' deveria ter esse sentido. A velocidade de uma queda livre aponta no sentido do movimento, ou seja, para baixo.
O aluno calcula o módulo de forma incorreta, obtendo 20,0 m/s, provavelmente por erro na multiplicação ou por troca de algarismos ao usar a altura de 45,0 m. A direção para baixo está correta, mas o valor não.
Raio-X da questão
velocidade de impacto
avaliacao
cálculo de velocidade · movimento uniformemente acelerado
Revisar a fórmula da velocidade em queda livre e suas aplicações.
Confundir a fórmula da velocidade de impacto, utilizando valores incorretos para a altura ou a aceleração da gravidade.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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