Um praticante de luta tem massa m = 70,0 kg e corre com velocidade horizontal v = 3,0 m/s. Um treinador o…
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 praticante de luta tem massa m = 70,0 kg e corre com velocidade horizontal v = 3,0 m/s. Um treinador o segura e o para uniformemente em ?t = 0,50 s. Calcule a força média horizontal aplicada pelo treinador sobre o praticante. Use F = m·?v/?t (F em N, m em kg, v em m/s, t em s) e indique o sentido em relação ao movimento inicial.
- A) Força média = 600 N, dirigida perpendicular ao movimento inicial.
- B) Força média = 840 N, indicada como força de impacto.
- C) Força média = 210 N, dirigida na mesma direção do movimento inicial.
- D) Força média = 420 N, mas não se opõe ao movimento inicial.
- E) Força média = 420 N, dirigida contra o sentido do movimento inicial.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 70,0 kg, velocidade inicial v0 = 3,0 m/s e tempo de parada de 0,50 s. O praticante para, então a velocidade final é zero. Passo 2: Calcule a variação de velocidade em módulo. Variação de v = 0 - 3,0 = -3,0 m/s, ou seja, a velocidade diminui 3,0 m/s no sentido do movimento. Passo 3: Aplique a fórmula F = m·variação de v / variação de t. F = 70,0 × (-3,0) / 0,50 = -420 N. Passo 4: Interprete o sinal. O sinal negativo indica que a força tem sentido oposto ao movimento inicial, pois é ela que freia o praticante. O módulo da força média é 420 N. Passo 5: Conclusão. A alternativa E traz 420 N contra o sentido do movimento inicial, o que está correto. A alternativa A está errada porque a força que freia atua na mesma reta do movimento, não perpendicularmente. A alternativa B está errada porque 840 N corresponde a dividir por 0,25 s, e não por 0,50 s. A alternativa C está errada porque 210 N resulta de ignorar o intervalo de tempo, e a força não pode ter o mesmo sentido do movimento se ele está sendo parado. A alternativa D está errada porque o valor 420 N está correto, mas uma força que para o praticante necessariamente se opõe ao movimento inicial.
💡 Dica: Aplique a fórmula da força média considerando a variação de velocidade.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou mal o valor da força (600 N não sai da fórmula com os dados) e ainda associou a força que para o praticante a uma direção perpendicular ao movimento, como se ela desviasse o corpo.
O aluno usou um intervalo de 0,25 s em vez de 0,50 s, dividindo a variação de quantidade de movimento pela metade do tempo, e chamou a força de impacto como se o valor fosse maior por ser uma colisão.
Por que engana: Confundir a direção da força média, escolhendo uma alternativa que indica que a força atua na mesma direção do movimento inicial.
O aluno ignorou o intervalo de tempo de 0,50 s e calculou apenas 70 × 3 = 210 N. Além disso, supôs que a força atua no mesmo sentido do movimento, como se empurrasse o praticante em vez de freá-lo.
O aluno acertou o módulo da força, mas não percebeu que uma força que para o corpo precisa se opor ao movimento inicial, confundindo a intensidade com a direção.
?v = 0 - 3,0 = -3,0 m/s; F = m·?v/?t = 70·(-3,0)/0,50 = -420 N. Magnitude 420 N; sinal negativo indica sentido contrário ao movimento inicial.
Raio-X da questão
força média em movimento
avaliacao
força e movimento · segunda lei de Newton
Revisar a fórmula da força média e suas aplicações em movimento.
Confundir a direção da força média, escolhendo uma alternativa que indica que a força atua na mesma direção do movimento inicial.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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