Física1ª sérieBNCC EM13CNT106Média⏱ medio

Uma criança de massa m = 30 kg salta de uma altura h = 1,20 m sobre um colchão protetor que comprime d = 0,25…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Uma criança de massa m = 30 kg salta de uma altura h = 1,20 m sobre um colchão protetor que comprime d = 0,25 m até pará-la. Considere g = 10 m/s² e despreze perdas. Calcule a força média F_avg que o colchão exerce (use E = m g h e F_avg = E/d).

A) F_avg = 1,44×10^3 N
B) F_avg = 6000 N
C) F_avg = 720 N
D) F_avg = 3000 N
E) F_avg = 240 N

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Calcular a energia inicial da criança pela fórmula E = m g h. Com m = 30 kg, g = 10 m/s² e h = 1,20 m, temos E = 30 x 10 x 1,20 = 360 J. Passo 2: Como a energia é absorvida pelo colchão até a criança parar, a força média é F_avg = E/d. Com d = 0,25 m, temos F_avg = 360 / 0,25 = 1440 N, ou seja, 1,44 x 10^3 N. Passo 3: Conferir a unidade: joule dividido por metro dá newton, o que está coerente. Passo 4: Comparação com o gabarito: a alternativa A (1,44 x 10^3 N) está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B (6000 N) é quase quatro vezes maior que o valor correto, o que indica erro no cálculo da energia ou na divisão; C (720 N) é exatamente a metade do valor correto, como se a energia tivesse sido dividida por dois; D (3000 N) não corresponde a nenhum passo correto da resolução; E (240 N) é muito menor que o correto, como se a energia tivesse sido calculada com dados errados.

💡 Dica: Calcule a energia potencial e divida pela compressão do colchão.

Alternativa por alternativa

A Correta

Energia potencial E = m g h = 30·10·1,20 = 360 J. Força média F_avg = E/d = 360/0,25 = 1440 N.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente calculou a energia com erro numérico ou usou um valor incorreto na divisão por d, obtendo um resultado muito acima do esperado.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno provavelmente aplicou a energia pela metade, como se fosse a fórmula de energia cinética (1/2 m v²) ou dividiu o resultado por dois sem justificativa.

D Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno provavelmente errou ao montar a energia, combinando os dados de forma incorreta, o que levou a um valor de energia que não corresponde a m g h.

Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da força média com a de energia cinética, aplicando incorretamente os conceitos de energia e força.

E Erradaerro: Atenção

O aluno provavelmente usou valores errados na energia (por exemplo, altura ou massa trocadas) ou fez a divisão de forma incorreta, chegando a um resultado muito pequeno.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

força média em colisão

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

energia potencial gravitacional · força média em colisão

📚 Reveja

Revisar conceitos de energia potencial e força média.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a fórmula da força média com a de energia cinética, aplicando incorretamente os conceitos de energia e força.

🌎 Tema transversal

saude

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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