Durante uma queda controlada, um atleta de 75 kg tem sua velocidade horizontal reduzida de 2,0 m/s para 0,2…
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 uma queda controlada, um atleta de 75 kg tem sua velocidade horizontal reduzida de 2,0 m/s para 0,2 m/s em 0,5 s. Calcule o impulso (?p) e a força média horizontal aplicada pelo parceiro. Use ?p = m·?v (kg·m/s) e Favg = ?p/?t (N).
- A) ?p = -150 kg·m/s; força média ˜ -300 N
- B) ?p = -135 kg·m/s; força média ˜ -135 N
- C) ?p = -180 kg·m/s; força média ˜ -360 N
- D) ?p = -75 kg·m/s; força média ˜ -150 N
- E) Impulso ?p = -135 kg·m/s; força média ˜ -270 N (módulo 270 N).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 75 kg, velocidade inicial vi = 2,0 m/s, velocidade final vf = 0,2 m/s e intervalo de tempo de 0,5 s. Passo 2: Calcule a variação de velocidade, Δv = vf - vi = 0,2 - 2,0 = -1,8 m/s. O sinal negativo indica que a velocidade diminuiu no sentido do movimento. Passo 3: Calcule o impulso, Δp = m·Δv = 75 × (-1,8) = -135 kg·m/s. Passo 4: Calcule a força média, Favg = Δp/Δt = -135/0,5 = -270 N. O módulo é 270 N. Passo 5: Compare com o gabarito. Os valores obtidos são Δp = -135 kg·m/s e Favg = -270 N, que correspondem exatamente à alternativa E, que é o gabarito oficial. Passo 6: Por que as outras estão erradas. A alternativa A usa 2,0 m/s como variação de velocidade e ignora a velocidade final. A alternativa B acerta o impulso, mas esquece de dividir pelo intervalo de tempo. A alternativa C erra a subtração da variação de velocidade, obtendo 2,4 m/s em vez de 1,8 m/s. A alternativa D usa uma variação de velocidade de 1,0 m/s, que não corresponde aos dados da questão.
💡 Dica: Calcule o impulso e a força média usando as fórmulas fornecidas.
Alternativa por alternativa
O aluno considera a variação de velocidade igual à velocidade inicial de 2,0 m/s e ignora que a velocidade final de 0,2 m/s também faz parte do cálculo. Assim, obtém 75 × 2 = 150 kg·m/s e, dividindo por 0,5 s, a força de 300 N.
O aluno calcula corretamente o impulso de -135 kg·m/s, mas acredita que a força média é igual ao impulso. Esquece que a força é o impulso dividido pelo intervalo de tempo de 0,5 s.
O aluno tenta calcular a variação de velocidade, mas comete um erro aritmético e obtém -2,4 m/s em vez de -1,8 m/s. Com esse valor, o impulso fica -180 kg·m/s e a força fica -360 N, que são coerentes entre si mas partem de um Δv errado.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do impulso e calcular a força média incorretamente, resultando em valores errados.
O aluno usa uma variação de velocidade de apenas 1,0 m/s, possivelmente tomando metade da redução total ou fazendo uma subtração incorreta. Com isso obtém -75 kg·m/s e, dividindo por 0,5 s, a força de -150 N.
?v = 0,2-2,0 = -1,8 m/s ? ?p = 75·(-1,8)=-135 kg·m/s; Favg = -135/0,5 = -270 N.
Raio-X da questão
impulso e força média
avaliacao
impulso e força média · cálculo de variação de velocidade
Revisar as fórmulas de impulso e força média em dinâmica.
O aluno pode confundir a fórmula do impulso e calcular a força média incorretamente, resultando em valores errados.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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