Em demonstração esportivizada, o membro efetivo do chute (massa m = 3,0 kg) atinge v = 6,0 m/s antes de…
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
Em demonstração esportivizada, o membro efetivo do chute (massa m = 3,0 kg) atinge v = 6,0 m/s antes de atingir um alvo acolchoado; o contato para a velocidade ocorre em ?t = 0,020 s. Calcule a força média durante o impacto usando Favg = m·?v/?t e a potência média P = (½·m·v²)/?t. Forneça resultados em N e W.
- A) Força média = 600 N, potência = 1,50×10^3 W
- B) Força média = 9,00×10^3 N, potência = 2,70×10^4 W
- C) Força média = 500 N, potência = 1,00×10^2 W
- D) Força média ˜ 9,00×10^2 N; potência média ˜ 2,70×10^3 W.
- E) Força média = 800 N, potência = 2,00×10^3 W
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Os símbolos '?' do enunciado correspondem a Δ (variação). Como o enunciado indica que o membro atinge v = 6,0 m/s antes do impacto e não traz velocidade inicial, considera-se que a variação de velocidade é Δv = 6,0 m/s, com Δt = 0,020 s. Passo 2: Calcula-se a força média: Favg = m·Δv/Δt = 3,0 × 6,0 / 0,020 = 18 / 0,020 = 900 N, ou seja, 9,00 × 10^2 N. Passo 3: Calcula-se a energia cinética: ½·m·v² = ½ × 3,0 × 6,0² = 0,5 × 3,0 × 36 = 54 J. Passo 4: Calcula-se a potência média: P = 54 / 0,020 = 2700 W, ou seja, 2,70 × 10^3 W. Passo 5: Os dois resultados coincidem com a alternativa D, que é o gabarito oficial. Passo 6: A alternativa A está errada, pois 600 N corresponderia a um intervalo de 0,030 s, não ao dado de 0,020 s. A alternativa B está errada, pois 9,00 × 10^3 N corresponde a Δt de 0,002 s, com erro de posição da vírgula. A alternativa C está errada, pois 500 N e 100 W não resultam de nenhuma aplicação correta das fórmulas com os dados. A alternativa E está errada, pois 800 N e 2000 W não correspondem aos valores obtidos com as fórmulas dadas.
💡 Dica: Aplique as fórmulas de força média e potência média para resolver.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente leu ou digitou o intervalo de tempo como 0,030 s em vez de 0,020 s, o que reduz a força para 600 N. Não percebeu que a potência também precisa ser recalculada com o tempo correto.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da força média com a da potência, aplicando incorretamente os valores e unidades.
O aluno provavelmente escreveu Δt como 0,002 s, deslocando a vírgula. Isso multiplica a força e a potência por 10, gerando 9,00 × 10^3 N e 2,70 × 10^4 W.
O aluno provavelmente errou o cálculo da energia cinética, por exemplo não elevando a velocidade ao quadrado, e também não aplicou corretamente Favg = m·Δv/Δt. Os valores 500 N e 100 W não são compatíveis com os dados.
?v = 6,0 m/s ? Favg = 3,0·6,0/0,020 = 900 N. Energia cinética = 0,5·3,0·6,0² = 54 J ? P = 54/0,020 = 2700 W.
O aluno provavelmente errou a aritmética na energia cinética ou na força, obtendo 40 J em vez de 54 J e chegando a 800 N e 2000 W. O método pode estar correto, mas o cálculo não.
Raio-X da questão
força média e potência
avaliacao
força média e potência · movimento e aceleração
Revisar as fórmulas de força e potência na física.
O aluno pode confundir a fórmula da força média com a da potência, aplicando incorretamente os valores e unidades.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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