Um trilho de câmera tem um carro de massa m = 1.20 kg que se move em +x com v_i = +0.80 m/s. Um amortecedor 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
Um trilho de câmera tem um carro de massa m = 1.20 kg que se move em +x com v_i = +0.80 m/s. Um amortecedor de espuma faz o carro parar em ?t = 0.25 s. Usando F = ?p/?t (p = m·v), calcule a força média exercida pelo amortecedor (SI).
- A) A força média é 4.80 N, na direção do movimento.
- B) A força média é 0.96 N, direção oposta ao movimento.
- C) A força média é 1.20 N, na mesma direção do movimento.
- D) F_média = 3.84 N, direção oposta ao movimento (+x ? força -x).
- E) A força média é 3.00 N, direção do movimento.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. m = 1,20 kg, v_i = +0,80 m/s, velocidade final v_f = 0 (o carro para) e intervalo de tempo de 0,25 s. Passo 2: Calcule o momento inicial: p_i = m·v_i = 1,20 × 0,80 = 0,96 kg·m/s, no sentido +x. Passo 3: Calcule o momento final: p_f = m·v_f = 1,20 × 0 = 0. Passo 4: Calcule a variação do momento: Δp = p_f − p_i = 0 − 0,96 = −0,96 kg·m/s. O sinal negativo indica que a variação ocorre no sentido −x, contrário ao movimento. Passo 5: Aplique F = Δp/Δt: F = −0,96 / 0,25 = −3,84 N. Passo 6: Interprete o resultado: a força média tem módulo 3,84 N e direção oposta ao movimento (sentido −x), como indica a alternativa D. Por que as outras estão erradas: a alternativa A tem direção correta apenas por engano, pois a força do amortecedor se opõe ao movimento; a alternativa B esquece de dividir pelo intervalo de tempo; a alternativa C confunde a força com a massa do carro; a alternativa E tem direção errada e valor numérico que não corresponde ao cálculo. O gabarito oficial D está correto e coincide com a resolução feita de forma independente.
💡 Dica: Calcule a variação de momento e divida pelo tempo.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente usou um intervalo de tempo incorreto (0,20 s em vez de 0,25 s), obtendo 0,96/0,20 = 4,80 N, e ainda considerou que a força age no sentido do movimento.
Por que engana: Confundir a direção da força média, considerando que ela deve ser na mesma direção do movimento ao invés de oposta.
O aluno calculou apenas o momento inicial (0,96 kg·m/s) e tomou esse valor como força, esquecendo de dividir a variação do momento pelo intervalo de tempo de 0,25 s.
O aluno confundiu força com massa ou com outro dado do enunciado, ignorando a variação de velocidade e o tempo de frenagem, e indicou a força no sentido do movimento.
?p = m(v_f - v_i) = 1.20·(0 - 0.80) = -0.96 kg·m/s. F_média = ?p/?t = -0.96/0.25 = -3.84 N; módulo 3.84 N, sentido oposto ao movimento.
O aluno errou o cálculo numérico do impulso ou da divisão pelo tempo, e indicou a força no sentido do movimento, sem perceber que o carro é freado e a força se opõe à velocidade.
Raio-X da questão
força média
avaliacao
cálculo de força média · princípio da conservação da quantidade de movimento
Revisar a relação entre força, momento e tempo.
Confundir a direção da força média, considerando que ela deve ser na mesma direção do movimento ao invés de oposta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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