Durante um exercício controlado de empurrão, uma criança de massa m = 16,0 kg desloca-se com velocidade v =…
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 um exercício controlado de empurrão, uma criança de massa m = 16,0 kg desloca-se com velocidade v = 1,50 m/s e é parada pelo parceiro em tempo ?t = 0,30 s. Usando I = ?p (kg·m/s) e F_med = I/?t (N), calcule o impulso I e a força média F_med aplicada pelo parceiro. Use SI.
- A) I = m·?v = 16,0·1,50 = 24,0 kg·m/s; F_med = I/?t = 24,0/0,30 = 80,0 N.
- B) Impulso I = 24,0 kg·m/s; F_med = 12,0 N.
- C) Impulso I = 20,0 kg·m/s; F_med = 60,0 N.
- D) Impulso I = 30,0 kg·m/s; F_med = 90,0 N.
- E) Impulso I = 16,0 kg·m/s; F_med = 75,0 N.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 16,0 kg, velocidade inicial v = 1,50 m/s, velocidade final zero (a criança é parada) e intervalo de tempo Δt = 0,30 s. Passo 2: Calcule a variação da quantidade de movimento. Δp = m·(v_final − v_inicial) = 16,0·(0 − 1,50) = −24,0 kg·m/s. O módulo do impulso é I = 24,0 kg·m/s; o sinal negativo apenas indica que o impulso tem sentido oposto ao movimento inicial. Passo 3: Aplique o teorema do impulso para obter a força média: F_med = I/Δt = 24,0/0,30 = 80,0 N. Passo 4: Compare com o gabarito. A alternativa A está correta, pois traz I = 24,0 kg·m/s e F_med = 80,0 N, exatamente como obtido. Por que as outras estão erradas: B acerta o impulso, mas a força média de 12,0 N não corresponde a 24,0 dividido por 0,30. C usa impulso de 20,0 kg·m/s, que não corresponde a m·v. D usa impulso de 30,0 kg·m/s, valor que não resulta de m·v. E ignora a velocidade e usa apenas a massa como impulso, o que está incorreto.
💡 Dica: Calcule a variação da quantidade de movimento e divida o impulso pelo intervalo de tempo.
Alternativa por alternativa
Impulso I = ?p = m·(v_f-v_i)=16·(0-1,5)=-24 kg·m/s (módulo 24,0). Força média F = I/?t = 24,0/0,30 = 80,0 N dirigida oposta ao movimento.
O aluno calculou corretamente o impulso de 24,0 kg·m/s, mas na etapa da força média dividiu por um tempo errado ou multiplicou por 0,5, obtendo 12,0 N em vez de 24,0/0,30.
Por que engana: O aluno pode confundir impulso com força média ou dividir a quantidade de movimento pelo tempo sem antes calcular o impulso; também pode ignorar que a criança é parada.
O aluno obteve um impulso de 20,0 kg·m/s, o que sugere um produto errado de massa e velocidade (por exemplo, usando 1,25 m/s em vez de 1,50 m/s). Em seguida, a força de 60,0 N indica que multiplicou em vez de dividir pelo tempo.
O aluno chegou a um impulso de 30,0 kg·m/s, provavelmente por erro de multiplicação ou leitura dos dados. A força de 90,0 N também resulta de uma operação incorreta com o tempo, em vez de I/Δt.
O aluno tomou o impulso como sendo apenas a massa (16,0 kg·m/s), ignorando que o impulso é a variação da quantidade de movimento, que depende da velocidade. Assim, a força de 75,0 N também parte de um conceito errado.
Raio-X da questão
Impulso e força média
avaliacao
Quantidade de movimento linear · Conversão e operações no SI
Revise impulso como variação da quantidade de movimento e a relação entre impulso, força média e tempo.
O aluno pode confundir impulso com força média ou dividir a quantidade de movimento pelo tempo sem antes calcular o impulso; também pode ignorar que a criança é parada.
saude
tomada_decisao
cotidiano
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