Durante um treino, um praticante de 70 kg salta e aterrissa sobre um tatame comprimindo-o d = 0,25 m…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante um treino, um praticante de 70 kg salta e aterrissa sobre um tatame comprimindo-o d = 0,25 m. Partiu-se de repouso a partir de altura h = 1,20 m. Usando g = 10 m/s², calcule a força média de impacto F_avg (em N), assumindo que a energia potencial m·g·h é dissipada pelo trabalho F_avg·d.
- A) F_avg = (m·g·h)/d = (70·10·1,20)/1,0 = 840 N
- B) F_avg = (m·g·h)/d = (70·10·1,20)/0,25 = 3360 N
- C) F_avg = (m·g·h)/d = (70·10·1,20)/0,5 = 1680 N
- D) F_avg = (m·g·h)/d = (70·10·1,20)/0,1 = 8400 N
- E) F_avg = m·g = 70·10 = 700 N
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: massa m = 70 kg, altura h = 1,20 m, compressão do tatame d = 0,25 m e g = 10 m/s². Passo 2: Calcule a energia potencial que precisa ser dissipada: m·g·h = 70 · 10 · 1,20 = 840 J. Passo 3: Pelo enunciado, essa energia é dissipada pelo trabalho F_avg·d. Então F_avg·d = 840 J, logo F_avg = 840 / 0,25 = 3360 N. Passo 4: Conferindo a unidade, joule dividido por metro dá newton, então o resultado está coerente. Passo 5: A alternativa A está errada porque usa d = 1,0 m, que não é a compressão do tatame. A alternativa C está errada porque usa d = 0,5 m, valor que não aparece no enunciado. A alternativa D está errada porque usa d = 0,1 m, que também não corresponde ao dado. A alternativa E está errada porque calcula apenas o peso (m·g = 700 N) e ignora a energia de queda e a compressão do tatame. Passo 6: Resultado: a força média de impacto é 3360 N, de acordo com o gabarito oficial B.
💡 Dica: Calcule a energia potencial e iguale ao trabalho para encontrar a força média.
Alternativa por alternativa
Trocou a compressão do tatame d = 0,25 m por 1,0 m, provavelmente lendo o dado de forma errada ou arredondando sem motivo. Com um denominador maior, a força calculada fica menor do que a real.
Pela conservação de energia e trabalho, a energia potencial m·g·h é transformada em trabalho F_avg·d no tatame; assim F_avg = m·g·h / d (unidade: N).
Usou d = 0,5 m, um valor que não consta no enunciado, possivelmente por confusão com a metade da altura ou por erro na leitura do dado. Assim, a força saiu subestimada.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a altura e a compressão do tatame, utilizando um valor incorreto para d na fórmula, resultando em um cálculo errado da força média de impacto.
Usou d = 0,1 m, provavelmente por erro de posição da vírgula decimal ao dividir. Isso multiplica a força por 10 e gera um valor exagerado.
Acredita que a força de impacto é apenas o peso do praticante (m·g), sem considerar que a energia da queda precisa ser dissipada ao longo da compressão do tatame. Confunde força de contato dinâmica com força estática.
Raio-X da questão
força média de impacto
avaliacao
energia potencial · trabalho e força
Revisar a relação entre energia potencial e trabalho realizado.
O aluno pode confundir a relação entre a altura e a compressão do tatame, utilizando um valor incorreto para d na fórmula, resultando em um cálculo errado da força média de impacto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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