Um aluno em treino de luta (m = 50 kg) realiza uma queda controlada para reduzir sua velocidade horizontal. Se…
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 em treino de luta (m = 50 kg) realiza uma queda controlada para reduzir sua velocidade horizontal. Se sua velocidade horizontal antes da queda é v = 2,50 m/s e ele para em ?t = 0,40 s, determine a força média horizontal necessária para parar. Use F = m·?v/?t, unidades SI; indique direção da força.
- A) F_med = 250 N, dirigida contra o movimento.
- B) F_med = 312,5 N, dirigida contra o movimento (oposta à velocidade inicial).
- C) F_med = 500 N, dirigida horizontalmente para frente.
- D) F_med = 312,5 N, dirigida verticalmente para cima.
- E) F_med = 125 N, dirigida a favor do movimento.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A massa é m = 50 kg, a velocidade inicial horizontal é v = 2,50 m/s e o tempo de parada é Δt = 0,40 s. Como o aluno para, a velocidade final é zero.
- Calcule a variação da quantidade de movimento ou da velocidade. Δv = 0 - 2,50 = -2,50 m/s. O sinal negativo indica que a variação acontece no sentido oposto ao movimento inicial.
- Aplique a fórmula F = m·Δv/Δt. Em módulo, F = 50 × 2,50 / 0,40 = 125 / 0,40 = 312,5 N.
- Determine a direção. Como a velocidade muda de sentido para zero, a força média atua horizontalmente, em sentido contrário ao movimento. A alternativa B traz valor e direção corretos, então coincide com o gabarito oficial.
- Verifique as demais alternativas. A está errada porque o valor 250 N não resulta da fórmula com os dados. C está errada porque o valor 500 N está incorreto e a força não pode ser a favor do movimento para pará-lo. D tem o valor correto, mas a direção vertical não se relaciona com a parada horizontal. E está errada porque 125 N corresponde a m·v sem dividir pelo tempo, e a direção também está errada.
💡 Dica: Calcule a variação de velocidade e aplique a fórmula da força média.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou o cálculo numérico, usando um divisor ou fator incorreto para chegar a 250 N, e acertou apenas a direção contrária ao movimento.
Por que engana: O aluno pode confundir a direção da força, escolhendo uma alternativa que indica uma força a favor do movimento em vez de contra.
?v = 0 - 2,50 = -2,50 m/s; F = m·?v/?t = 50·(-2,50)/0,40 = -312,5 N. Módulo |F| = 312,5 N, sentido oposto à velocidade inicial.
O aluno acredita que a força deve ter o sentido do movimento, como se empurrasse o corpo, e também calcula o módulo de forma errada, chegando a 500 N.
O aluno acerta o módulo, mas associa a parada a uma força vertical, talvez pensando no peso ou na queda, e não na desaceleração horizontal.
O aluno esquece de dividir pelo intervalo de tempo e calcula apenas m·v = 125 N. Além disso, toma a força no sentido do movimento, o que contraria a ideia de parar o corpo.
Raio-X da questão
força média em movimento
avaliacao
força e movimento · cálculo de força média
Revisar a fórmula da força média e suas aplicações em movimento.
O aluno pode confundir a direção da força, escolhendo uma alternativa que indica uma força a favor do movimento em vez de contra.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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