Durante uma aula de ginástica, dois estudantes giram de mãos dadas. Sem receber um novo impulso, um deles…
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 uma aula de ginástica, dois estudantes giram de mãos dadas. Sem receber um novo impulso, um deles aproxima os braços do corpo enquanto continua girando. A atividade é feita devagar e com espaço livre ao redor. Ao aproximar os braços do corpo, o que acontece com a velocidade de giro desse estudante?
- A) Ele para de girar imediatamente.
- B) Ele continua girando na mesma velocidade.
- C) Ele passa a girar mais depressa.
- D) Ele começa a girar em sentido contrário.
- E) Ele passa a girar mais devagar.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o princípio envolvido. O estudante gira sem receber novo impulso e sem atrito relevante no enunciado, então não há torque externo significativo atuando sobre ele. Nessa situação vale a conservação do momento angular (momento de inércia multiplicado pela velocidade angular permanece constante).
- Analise o que muda ao aproximar os braços do corpo. Ao puxar os braços para perto do eixo de rotação, a distribuição de massa do corpo fica mais concentrada no centro, ou seja, o momento de inércia diminui.
- Aplique a conservação. Se o produto I x w deve permanecer constante e I diminui, a velocidade angular w precisa aumentar. Logo, o estudante passa a girar mais depressa.
- Verifique as alternativas erradas. A) Parar imediatamente exigiria um torque externo grande, o que não existe na situação. B) Manter a mesma velocidade só ocorreria se o momento de inércia não variasse, e aqui ele varia. D) Mudar o sentido do giro também exigiria um torque externo, e não há impulso adicional. E) Girar mais devagar corresponderia a aumentar o momento de inércia, o oposto do que acontece ao encolher os braços.
- Conclusão. A alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Aplique a conservação do momento angular para encontrar a nova velocidade angular.
Alternativa por alternativa
Acredita que o movimento de giro depende de um impulso contínuo e que, sem empurrão, o corpo perde sua rotação de imediato ao mudar a posição dos braços.
Por que engana: Confundir a relação entre a velocidade angular e a distância do eixo, aplicando incorretamente a fórmula de conservação do momento angular.
Supõe que a velocidade de giro é fixa por ser um movimento sem impulso, ignorando que a mudança na posição dos braços altera a distribuição da massa em relação ao eixo.
Ao aproximar os braços do corpo, o estudante diminui a distância da massa corporal em relação ao eixo de giro. Como não recebeu um novo impulso, seu movimento de rotação fica mais rápido para manter o giro. Esse efeito pode ser observado em movimentos de ginástica, dança e patinação.
Associa a mudança na posição dos braços a uma inversão do movimento, sem perceber que não há torque externo capaz de inverter o sentido de rotação.
Acha que, ao aproximar os braços, a massa fica mais distante do eixo ou o corpo fica mais pesado girando, e por isso a rotação desacelera; inverte a relação entre distribuição de massa e velocidade.
Raio-X da questão
conservação do momento angular
avaliacao
conservação do momento angular · momentum linear
Revisar a fórmula do momento angular e suas aplicações em sistemas giratórios.
Confundir a relação entre a velocidade angular e a distância do eixo, aplicando incorretamente a fórmula de conservação do momento angular.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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