Um praticante aplica um soco cuja mão (massa efetiva m = 0,9 kg) atinge o alvo a 8,0 m/s e é parada…
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 aplica um soco cuja mão (massa efetiva m = 0,9 kg) atinge o alvo a 8,0 m/s e é parada praticamente até 0 m/s em ?t = 0,020 s. Usando J = ?p = m·?v e F_media = ?p/?t, calcule o valor da força média exercida pelo soco (unidade SI) e indique sua direção.
- A) F = 0,9 N; a força média é igual à massa do praticante.
- B) Força média F = 360 N, direção horizontal no sentido do golpe.
- C) F = 3600 N; assume que a velocidade quadruplica em ?t.
- D) F = 72 N; a força foi calculada erradamente, desconsiderando a parada do soco.
- E) F = 1800 N; considera-se uma velocidade errada no cálculo de ?p.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. A massa efetiva da mão é m = 0,9 kg, a velocidade inicial é v0 = 8,0 m/s, a velocidade final é v = 0 m/s (a mão para) e o intervalo de tempo é delta t = 0,020 s. Passo 2: Calcular a variação da quantidade de movimento. Delta p = m·(v - v0) = 0,9·(0 - 8,0) = -7,2 kg·m/s. O sinal negativo indica que a variação ocorre no sentido oposto ao movimento inicial da mão. Passo 3: Calcular a força média. F_media = Delta p / delta t = 7,2 / 0,020 = 360 N, em módulo. Passo 4: Definir a direção. A força média tem direção horizontal, no sentido do golpe, isto é, a força que a mão aplica sobre o alvo segue o sentido do movimento da mão. (Pela terceira lei de Newton, o alvo aplica sobre a mão uma força de mesmo módulo e sentido oposto.) Passo 5: Conferir as alternativas erradas. A: a força não pode ser igual à massa, pois força tem unidade de newton e não de quilograma. C: 3600 N resulta de usar delta t = 0,002 s em vez de 0,020 s. D: 72 N resulta de usar delta t = 0,1 s, valor que não consta no enunciado. E: 1800 N resulta de usar uma velocidade de 40 m/s em vez de 8,0 m/s. Portanto, o gabarito B está correto.
💡 Dica: Calcule a variação de velocidade e aplique a fórmula da força média.
Alternativa por alternativa
O aluno confunde força com massa e responde que a força média é igual à massa, sem aplicar a relação entre impulso, variação da quantidade de movimento e tempo de impacto.
?p = m·?v = 0,9·8,0 = 7,2 kg·m/s; F_media = ?p/?t = 7,2/0,020 = 360 N (N = kg·m/s²).
O aluno calcula corretamente a variação da quantidade de movimento (7,2 kg·m/s), mas divide pelo intervalo de 0,002 s, trocando a posição da vírgula no tempo, e ainda acrescenta uma suposição sobre a velocidade que não está no enunciado.
O aluno obtém Delta p = 7,2 kg·m/s, mas divide por um intervalo de 0,1 s, valor que não aparece no enunciado, e justifica a resposta com uma ideia vaga de desconsiderar a parada do soco.
Por que engana: Confundir a relação entre massa, velocidade e tempo, resultando em um cálculo incorreto da força média.
O aluno usa uma velocidade de 40 m/s no lugar de 8,0 m/s, obtendo Delta p = 36 kg·m/s e, em seguida, F = 36/0,020 = 1800 N. O erro está na leitura do dado do enunciado.
Raio-X da questão
força média em movimento
avaliacao
impulso e quantidade de movimento · força média
Revisar as fórmulas de impulso e força média.
Confundir a relação entre massa, velocidade e tempo, resultando em um cálculo incorreto da força média.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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