Durante uma atividade de treinamento, um paraquedista de massa 80,0 kg está descendo com velocidade constante…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma atividade de treinamento, um paraquedista de massa 80,0 kg está descendo com velocidade constante de 55,0 m/s imediatamente antes da abertura do paraquedas. Nesse instante, a energia associada ao movimento do conjunto paraquedista-equipamento pode ser analisada pela expressão da energia cinética: E_c = 1/2 · m · v², em que m é a massa, em quilogramas, e v é a velocidade, em metros por segundo. Com base nas informações do texto, calcule a energia cinética do conjunto paraquedista-equipamento nesse instante.
- A) E_c = 80,0 · (55,0)² = 2,42 × 10⁵ J
- B) E_c = 80,0 · 55,0 = 4,40 × 10³ J
- C) E_c = 1/2 · 80,0 · (55,0)² = 1,21 × 10⁵ J
- D) E_c = 1/2 · 80,0 · 55,0 = 2,20 × 10³ J
- E) E_c = 1/2 · 40,0 · (55,0)² = 6,05 × 10⁴ J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A massa é m = 80,0 kg e a velocidade é v = 55,0 m/s. A energia cinética é dada por E_c = 1/2 · m · v^2.
- Calcule o quadrado da velocidade. 55,0^2 = 3025 (m/s)^2.
- Substitua na fórmula. E_c = 1/2 · 80,0 · 3025 = 40,0 · 3025 = 121000 J.
- Escreva em notação científica. E_c = 1,21 × 10^5 J, que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial.
- Analise as alternativas erradas. A esqueceu o fator 1/2 da fórmula. B usou v no lugar de v^2 e também esqueceu o 1/2. D usou v no lugar de v^2, o que subestima muito a energia. E trocou a massa por 40,0 kg, metade do valor real, e por isso o resultado fica a metade do correto.
💡 Dica: Aplique a fórmula da energia cinética diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou corretamente o quadrado da velocidade, mas esqueceu o fator 1/2 da fórmula da energia cinética, dobrando o resultado.
O aluno confundiu energia cinética com um produto simples de massa e velocidade, usando v em vez de v^2 e omitindo o fator 1/2.
Por que engana: Confundir a fórmula da energia cinética com outras fórmulas de energia, como a potencial, levando a cálculos incorretos.
A energia cinética é calculada por E_c = 1/2 · m · v². Substituindo m = 80,0 kg e v = 55,0 m/s, obtém-se E_c = 0,5 · 80,0 · 3025 = 121 000 J, ou 1,21 × 10⁵ J.
O aluno usou a velocidade linear em vez do seu quadrado na fórmula, e por isso a energia ficou muito pequena.
O aluno tratou a massa como 40,0 kg, aplicando a metade ao valor da massa em vez de apenas ao produto, o que reduziu o resultado pela metade.
Raio-X da questão
energia cinética
avaliacao
energia cinética · fórmulas de física
Revisar a fórmula da energia cinética e suas aplicações.
Confundir a fórmula da energia cinética com outras fórmulas de energia, como a potencial, levando a cálculos incorretos.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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