Ao saltar de um obstáculo baixo numa atividade de aventura, uma criança de massa m = 30 kg chega ao solo com…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Planejar e utilizar estratégias para resolver desafios na execução de elementos básicos de apresentações coletivas de ginástica geral, reconhecendo as potencialidades e os limites do corpo e adotando procedimentos de segurança.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Ao saltar de um obstáculo baixo numa atividade de aventura, uma criança de massa m = 30 kg chega ao solo com velocidade v = 3,0 m/s e é parada pelo acolchoamento em ?t = 0,20 s. Calcule a força média que o acolchoamento exerce sobre a criança (use g = 10 m/s²).
- A) A força média é 10 N, considerada apenas a força da gravidade.
- B) A força média é 15 N, correspondente à aceleração mínima.
- C) A força média é 7500 N, multiplicando o peso da criança por 10.
- D) A força média é 300 N porque é metade do peso da criança.
- E) F_médio = 7,5×10^2 N (750 N), calculada por F = m(g + a) com a = ?v/?t = 15 m/s².
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique as forças sobre a criança durante a parada. O peso, P = m x g = 30 x 10 = 300 N, aponta para baixo, e a força F do acolchoamento aponta para cima. Passo 2: Calcule a desaceleração média: a = v/Δt = 3,0 / 0,20 = 15 m/s², dirigida para cima, pois a criança é freada. Passo 3: Aplique a segunda lei de Newton com o sentido para cima como positivo: F - P = m x a, logo F = m(g + a) = 30 x (10 + 15) = 30 x 25 = 750 N. Passo 4: Conclusão: a força média do acolchoamento é 7,5 x 10^2 N (750 N), alternativa E, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A ignora a massa e a desaceleração, usando apenas g; B confunde a aceleração com a força, esquecendo de multiplicar pela massa; C multiplica indevidamente o resultado por g; D toma a força igual ao peso, ignorando que existe parada. Passo 6: Verificação pelo impulso: a resultante média é F_res = m x Δv / Δt = 30 x 3,0 / 0,20 = 450 N. Como o peso de 300 N atua para baixo, F - 300 = 450 e F = 750 N, o que confirma o resultado.
💡 Dica: Utilize a segunda lei de Newton para calcular a força média.
Alternativa por alternativa
Acredita que a força do acolchoamento é apenas o peso ou a aceleração da gravidade (10), ignorando a massa e o fato de a criança ser freada em 0,20 s.
Toma a aceleração de frenagem (15 m/s²) como se fosse a força, esquecendo de multiplicá-la pela massa de 30 kg na segunda lei de Newton.
Obtém corretamente a ordem de grandeza da força em torno de 750 N, mas aplica um fator de 10 a mais no cálculo final, como se multiplicasse novamente pela gravidade ou errasse uma potência de dez.
Entende que o acolchoamento apenas equilibra o peso, sem perceber que a criança precisa ser desacelerada até parar; além disso, 300 N é o peso inteiro, não sua metade.
Por que engana: Confundir a força média com o peso da criança, sem considerar a aceleração durante a desaceleração.
A desaceleração média é a = ?v/?t = 15 m/s²; a força resultante m·a é a diferença entre a força do acolchoamento e o peso; assim F_acolchoamento = m(g + a).
Raio-X da questão
força média em queda
avaliacao
força e aceleração · movimento uniformemente variado
Revisar a segunda lei de Newton e o cálculo de força média.
Confundir a força média com o peso da criança, sem considerar a aceleração durante a desaceleração.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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