Na aula de Educação Física, um aluno de 60 kg cai sobre um tatame. O centro de massa desce 0,50 m, e o tatame…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Na aula de Educação Física, um aluno de 60 kg cai sobre um tatame. O centro de massa desce 0,50 m, e o tatame se comprime 0,25 m. Usando g = 10 m/s², W = m · g · h e W = Fmédia · d, quais são a energia dissipada e a força média do tatame?
- A) W = 600 J; Fmédia = 1 200 N
- B) W = 300 J; Fmédia = 400 N
- C) W = 600 J; Fmédia = 2 400 N
- D) W = 150 J; Fmédia = 600 N
- E) W = 300 J; Fmédia = 1 200 N
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 60 kg, altura de queda do centro de massa h = 0,50 m, compressão do tatame d = 0,25 m e g = 10 m/s^2. Passo 2: Calcule a energia dissipada pelo tatame. A energia que deve ser dissipada é a energia potencial perdida na queda: W = m · g · h = 60 · 10 · 0,50 = 300 J. Passo 3: Calcule a força média. Pela relação W = Fmédia · d, temos Fmédia = W / d = 300 / 0,25 = 1 200 N. Passo 4: Conclusão. Os valores são W = 300 J e Fmédia = 1 200 N, que correspondem à alternativa E, coincidindo com o gabarito oficial. Passo 5: Análise das demais alternativas. A alternativa A está errada porque W = 600 J não corresponde a m · g · h com h = 0,50 m. A alternativa B está errada porque a energia de 300 J está correta, mas a força de 400 N resulta de dividir por uma distância incorreta. A alternativa C está errada porque o valor de 600 J não é obtido com a altura dada e a força de 2 400 N decorre dessa energia errada. A alternativa D está errada porque 150 J usa 0,25 m como altura, quando esse valor é a compressão do tatame.
💡 Dica: Calcule a energia dissipada e a força média usando as fórmulas fornecidas.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dobrou a altura da queda para 1,0 m ao calcular a energia e depois dividiu pelo deslocamento de 0,50 m, confundindo a descida do centro de massa com a compressão do tatame.
O aluno calculou corretamente a energia de 300 J, mas na força somou 0,50 m com 0,25 m obtendo 0,75 m como distância, o que dá 400 N.
O aluno calculou a energia de 600 J, provavelmente dobrando a altura para 1,0 m, e depois dividiu corretamente pelo deslocamento de 0,25 m, obtendo 2 400 N.
Por que engana: Confundir a energia dissipada com a força média, calculando apenas um dos valores sem considerar a relação entre eles.
O aluno usou a compressão de 0,25 m como se fosse a altura de queda, obtendo W = 60 · 10 · 0,25 = 150 J, e depois dividiu por 0,25 m.
A energia é W = 60 · 10 · 0,50 = 300 J. A força média é Fmédia = 300 ÷ 0,25 = 1 200 N.
Raio-X da questão
energia e força
avaliacao
energia potencial gravitacional · força e movimento
Revisar as fórmulas de trabalho e força média.
Confundir a energia dissipada com a força média, calculando apenas um dos valores sem considerar a relação entre eles.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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