Durante um treino de boxe, o punho de um estudante, com massa efetiva de 4,0 kg, atinge uma almofada a 8,0…
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 treino de boxe, o punho de um estudante, com massa efetiva de 4,0 kg, atinge uma almofada a 8,0 m/s. Ao tocar a almofada, ele para em 0,020 s. Usando a relação entre força média, variação da quantidade de movimento e tempo, determine o valor da força média exercida pela almofada sobre o punho e indique sua direção.
- A) Força média = 640 N, dirigida contrária ao movimento.
- B) Força média = 1,6×10³ N, dirigida contrária ao movimento.
- C) Força média = 4,0×10³ N, dirigida contrária ao movimento.
- D) Força média = 32 N, dirigida contrária ao movimento.
- E) Força média = 800 N, dirigida a favor do movimento.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 4,0 kg, velocidade inicial v0 = 8,0 m/s, velocidade final v = 0 (o punho para ao tocar a almofada) e intervalo de tempo de Δt = 0,020 s.
- Calcule a variação da quantidade de movimento. ΔQ = Q final - Q inicial = 4,0 x 0 - 4,0 x 8,0 = -32 kg·m/s. O sinal negativo indica que a variação ocorre no sentido oposto ao do movimento inicial.
- Aplique o teorema do impulso, F média x Δt = ΔQ. Assim, F média = ΔQ / Δt = -32 / 0,020 = -1,6 x 10^3 N, ou seja, 1,6 x 10^3 N em módulo.
- Determine a direção. A força média exercida pela almofada sobre o punho tem sentido contrário ao movimento, pois é ela que freia o punho. Portanto, a alternativa B está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (640 N) corresponde a um cálculo com tempo de 0,050 s, o que não está no enunciado. C (4,0 x 10^3 N) não resulta da relação ΔQ/Δt com os dados fornecidos. D (32 N) é apenas o módulo da quantidade de movimento, esquecendo a divisão pelo tempo. E (800 N) usa tempo de 0,040 s e também erra o sentido, pois a força não está a favor do movimento.
💡 Dica: Calcule a aceleração e, em seguida, a força média usando a fórmula de impulso.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula corretamente a quantidade de movimento, mas divide por um tempo de 0,050 s, trocando o valor dado no enunciado.
A aceleração média é a variação da velocidade dividida pelo intervalo de tempo: a = (0 − 8,0) / 0,020 = −400 m/s². Assim, F = m·a = 4,0 · (−400) = −1,6×10³ N. O sinal negativo indica que a força tem direção contrária ao movimento do punho.
O aluno errou o procedimento numérico ao aplicar F = ΔQ/Δt, obtendo um valor doze vezes... próximo de 4000 N, possivelmente por usar um intervalo de tempo incorreto (cerca de 0,008 s).
Por que engana: Confundir a direção da força média, acreditando que ela atua na mesma direção do movimento em vez de ser contrária.
O aluno confunde impulso com força: calcula apenas ΔQ = 32 kg·m/s e esquece de dividir pelo intervalo de tempo, sem perceber que a força é o impulso dividido por Δt.
O aluno usa um tempo de 0,040 s no cálculo e, além disso, supõe que a força da almofada age a favor do movimento do punho, quando ela na verdade freia o punho.
Raio-X da questão
força média no boxe
avaliacao
impulso e força · segunda lei de Newton
Revisar as fórmulas de impulso e força média em dinâmica.
Confundir a direção da força média, acreditando que ela atua na mesma direção do movimento em vez de ser contrária.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Um praticante aplica um soco cuja mão (massa efetiva m = 0,9 kg) atinge o alvo a 8,0 m/s e é parada praticamente até 0…
- Durante treino, o punho (massa efetiva m = 3,0 kg) de um aluno move-se a v_i = 6,0 m/s e é desacelerado pela guarda para…
- Durante um treino, um aluno acelera a mão (massa m = 0,80 kg) de 0 a 7,5 m/s em ?t = 0,05 s para aplicar um soco…
- Em uma atividade de Educação Física, um estudante pratica um bloqueio controlado. A massa efetiva do membro é de 1,20…
- Durante um treino de golpe controlado, a extremidade do braço (massa equivalente m = 4,0 kg) atinge um protetor com…
- Em uma cena midiatizada, o antebraço efetivo (massa m = 2,0 kg) atinge um protetor com velocidade v = 4,0 m/s e é parado…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog