Durante um treino de queda controlada, um praticante de jiu-jitsu de massa m = 60 kg se desloca…
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 de queda controlada, um praticante de jiu-jitsu de massa m = 60 kg se desloca horizontalmente com velocidade v = 2,0 m/s e é segurado pelo parceiro, que reduz a velocidade a zero em ?t = 0,40 s. Calcule a força média horizontal exercida pelo parceiro sobre o praticante. Use a relação entre impulso e força média e utilize unidades SI.
- A) F média = 300 N, dirigida horizontalmente, oposta ao movimento.
- B) F média = 100 N, resulta numa aceleração positiva, aumentando a velocidade.
- C) F média = 500 N, não considera a correlação entre impulso e força.
- D) F média = 600 N, dirigida para frente, igual ao movimento inicial.
- E) F média = 150 N, dirigida verticalmente, para baixo.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados em unidades SI. Massa m = 60 kg, velocidade inicial v0 = 2,0 m/s no sentido do movimento (tomado como positivo) e velocidade final v = 0, com intervalo de tempo de 0,40 s. Passo 2: Use a relação entre impulso e quantidade de movimento. O impulso da força média é igual à variação da quantidade de movimento: F_média . Δt = m . (v - v0). Passo 3: Calcule a variação da quantidade de movimento. Δp = 60 . (0 - 2,0) = -120 kg.m/s, ou seja, -120 N.s. O sinal negativo indica que a força atua em sentido contrário ao movimento inicial. Passo 4: Calcule a força média. F_média = Δp / Δt = -120 / 0,40 = -300 N. O módulo é 300 N, e o sinal negativo mostra que a força é horizontal e oposta ao deslocamento. Passo 5: Compare com as alternativas. A alternativa A traz F média = 300 N, horizontal e oposta ao movimento, que coincide com o resultado obtido e com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B indica força que aumenta a velocidade, o que contraria a desaceleração descrita no enunciado; C apresenta 500 N, valor que não corresponde a m . v / Δt nem a qualquer aplicação correta da relação; D indica 600 N no sentido do movimento inicial, quando a força deve se opor a ele; E indica força vertical de 150 N, mas a força do parceiro atua na horizontal, pois a velocidade é horizontal.
💡 Dica: Calcule o impulso e divida pelo tempo para encontrar a força média.
Alternativa por alternativa
Impulso: F média·?t = m·?v ? F média = m·?v/?t = 60·(0-2,0)/0,40 = -300 N. Módulo 300 N; sinal indica direção oposta ao movimento.
O aluno acha que a força do parceiro acelera o praticante no sentido do movimento. Ele ignora que a velocidade final é zero, portanto a variação da velocidade é negativa e a força deve ser contrária ao deslocamento.
Por que engana: Confundir a direção da força média, acreditando que ela deve ser na mesma direção do movimento em vez de oposta.
O aluno aplica a relação entre impulso e força de forma incorreta ou comete erro numérico no produto massa por velocidade, chegando a 500 N. Além disso, a justificativa da alternativa mostra que ele não relacionou impulso à variação da quantidade de movimento.
O aluno esquece que a força deve se opor à velocidade inicial e assume que a força mantém o sentido do movimento. Assim, interpreta a força como favorável ao deslocamento, o que contraria a frenagem descrita.
O aluno confunde a direção da força com a de outra grandeza, como o peso, e associa a força de segurar a um sentido vertical. O enunciado descreve uma redução de velocidade horizontal, por isso a força média também é horizontal.
Raio-X da questão
força média e impulso
avaliacao
impulso e força média · segunda lei de Newton
Revisar a relação entre impulso e força média em movimentos.
Confundir a direção da força média, acreditando que ela deve ser na mesma direção do movimento em vez de oposta.
saude
tomada_decisao
cientifico
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