Durante um treino, um aluno acelera a mão (massa m = 0,80 kg) de 0 a 7,5 m/s em ?t = 0,05 s para aplicar um…
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 treino, um aluno acelera a mão (massa m = 0,80 kg) de 0 a 7,5 m/s em ?t = 0,05 s para aplicar um soco. Calcule a força média aplicada pela mão (F em N). Use F = m·a e J = ?p = F·?t. (g = 10 m/s² não é necessário aqui)
- A) F = 80 N, pois a aceleração é considerada 100 m/s².
- B) F = 120 N (aprox.).
- C) F = 0,40 N, baseando-se na velocidade final só.
- D) F = 400 N, sem considerar a massa do corpo.
- E) F = 60 N, achando que g é relevante aqui.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: massa m = 0,80 kg, velocidade inicial 0, velocidade final 7,5 m/s e intervalo de tempo de 0,05 s. Passo 2: Calcule a aceleração média pela definição a = (v - v0)/t = 7,5/0,05 = 150 m/s². Passo 3: Aplique a segunda lei de Newton F = m·a = 0,80 × 150 = 120 N. Passo 4: Confirme pelo impulso: J = F·Δt = Δp = m·Δv = 0,80 × 7,5 = 6 N·s, logo F = 6/0,05 = 120 N. Os dois caminhos chegam ao mesmo resultado. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A usa a = 100 m/s² em vez de 150 m/s²; C ignora o intervalo de tempo e o cálculo não reproduz a relação F = m·Δv/Δt; D despreza a massa e não corresponde a nenhuma relação entre os dados; E multiplica indevidamente por g, que não participa do cálculo, já que a força aqui é a resultante que acelera a mão. Conclusão: a alternativa correta é a B, de acordo com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a aceleração antes de aplicar a fórmula da força.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente calculou a aceleração de forma errada, obtendo 100 m/s² em vez de 150 m/s² (7,5/0,05). Com a = 100, a força sai como 0,80 × 100 = 80 N.
Por que engana: Confundir a aceleração com a gravidade, aplicando 10 m/s² ao invés de calcular a aceleração real do movimento.
a = ?v/?t = 7,5/0,05 = 150 m/s²; F = m·a = 0,80·150 = 120 N. Impulso J = m·?v = 0,80·7,5 = 6 N·s = F·?t confirma.
O aluno considerou apenas a velocidade final e ignorou o intervalo de tempo de 0,05 s, tratando a força como se dependesse só da velocidade. Não há relação física que leve a 0,40 N a partir dos dados.
O aluno desconsiderou a massa da mão, achando que a força depende apenas da velocidade e do tempo. Como a força é proporcional à massa (F = m·a), essa ideia leva a um valor incorreto.
O aluno introduziu a gravidade g = 10 m/s² no cálculo, como se o peso ou g participasse da força do soco. Na relação F = m·Δv/Δt, g não entra, e o resultado 60 N não vem de nenhuma relação correta dos dados.
Raio-X da questão
força média aplicada
avaliacao
força e aceleração · segunda lei de Newton
Revisar a relação entre força, massa e aceleração.
Confundir a aceleração com a gravidade, aplicando 10 m/s² ao invés de calcular a aceleração real do movimento.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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