Um aluno de massa m = 50 kg realiza uma queda controlada a partir de h = 0,80 m e desacelera sobre o tatame em…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um aluno de massa m = 50 kg realiza uma queda controlada a partir de h = 0,80 m e desacelera sobre o tatame em distância d = 0,50 m. Calcule a força média de impacto F_avg usando energia: m·g·h = F_avg·d. Use g = 10 m/s². Resultado em N.
- A) A força média de impacto F_avg é 200 N.
- B) A força média de impacto F_avg é 400 N.
- C) A força média de impacto F_avg é 1600 N.
- D) F_avg = 800 N.
- E) A força média de impacto F_avg é 1000 N.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identificar os dados: m = 50 kg, h = 0,80 m, d = 0,50 m e g = 10 m/s^2. Passo 2: Calcular a energia potencial gravitacional que é dissipada no impacto: m·g·h = 50 × 10 × 0,80 = 400 J. Passo 3: Aplicar a relação dada, m·g·h = F_avg·d, isolando a força: F_avg = 400 / 0,50 = 800 N. Passo 4: Conferir a unidade: joule dividido por metro resulta em newton, então o resultado está coerente. A alternativa D (800 N) está correta, e o gabarito oficial está certo. Por que as outras estão erradas: A (200 N) resulta de multiplicar a energia pela distância (400 × 0,50) em vez de dividir. B (400 N) é o valor da energia em joules, ou seja, a divisão pela distância foi esquecida. C (1600 N) resulta de dividir por d^2 (400 / 0,25), erro ao aplicar a distância como se estivesse elevada ao quadrado. E (1000 N) corresponde a 500 / 0,50, ou seja, a altura foi omitida no cálculo da energia.
💡 Dica: Aplique a fórmula da energia potencial e iguale à força média de impacto.
Alternativa por alternativa
O aluno multiplicou a energia pela distância (400 × 0,50 = 200) em vez de dividir, invertendo a operação da relação m·g·h = F·d.
O aluno calculou apenas a energia potencial (400 J) e a tomou como força, esquecendo de dividir pela distância de desaceleração.
Por que engana: Confundir a relação entre energia e força, aplicando incorretamente a fórmula m·g·h = F_avg·d.
O aluno dividiu a energia por d^2 (400 / 0,25 = 1600), aplicando a distância ao quadrado sem que a fórmula pedisse isso.
Energia potencial m·g·h = 50·10·0,8 = 400 J; F_avg = 400 J / 0,5 m = 800 N.
O aluno calculou 500 / 0,50 = 1000, omitindo a altura h no cálculo da energia e usando apenas m·g.
Raio-X da questão
força média de impacto
avaliacao
energia potencial gravitacional · força média
Revisar a relação entre energia potencial e trabalho de forças.
Confundir a relação entre energia e força, aplicando incorretamente a fórmula m·g·h = F_avg·d.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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