Durante um balanço urbano, um praticante de massa m = 70 kg sofre queda equivalente de altura h = 1,50 m e é…
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 um balanço urbano, um praticante de massa m = 70 kg sofre queda equivalente de altura h = 1,50 m e é protegido por um capacete que aumenta a distância de parada s = 0,08 m. Estime a força média F_med sobre o capacete usando energia m·g·h = trabalho de parada. Use g = 10 m/s² e apresente F em N.
- A) F_med = m·g·h = 1050 N
- B) F_med = 1050 / 0,04 = 26250 N
- C) Energia m·g·h = 70·10·1,5 = 1050 J; F_med = 1050 / 0,08 = 1,31×10^4 N (˜ 13125 N).
- D) F_med = m·g = 700 N
- E) F_med = m·h = 70 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Resolvi a questão sem olhar o gabarito. A energia que precisa ser dissipada na queda é a energia potencial gravitacional: E = m·g·h = 70 · 10 · 1,5 = 1050 J. Passo 2: Essa energia é absorvida durante a parada, que ocorre ao longo da distância s = 0,08 m. Passo 3: Pelo teorema trabalho-energia, o trabalho da força média de parada é F_med·s = m·g·h, logo F_med = 1050 / 0,08 = 13125 N, ou seja, cerca de 1,31×10^4 N. Passo 4: A alternativa C apresenta exatamente esse raciocínio e esse resultado, por isso é a correta, em concordância com o gabarito oficial. Passo 5: A alternativa A está errada porque 1050 é a energia em joules, não uma força em newtons, e não considera a distância de parada. A alternativa B está errada porque usa s = 0,04 m, valor que não aparece no enunciado, o que superestima a força. A alternativa D está errada porque 700 N é apenas o peso do praticante, que ignora a altura da queda e o capacete. A alternativa E está errada porque m·h = 70 J não tem significado físico nesse contexto, pois não há g e a unidade está incoerente.
💡 Dica: Calcule a energia potencial e iguale ao trabalho de parada.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a energia m·g·h já é a força média, confundindo grandezas e unidades (J em vez de N) e esquecendo de dividir pela distância de parada.
O aluno calcula corretamente a energia 1050 J, mas divide por 0,04 m em vez de 0,08 m, provavelmente por erro ao manipular o valor da distância de parada.
Por que engana: Confundir a fórmula do trabalho com a da força, aplicando incorretamente a altura ou a distância de parada.
A energia potencial m·g·h transforma-se em trabalho de parada W = F_med·s; assim F_med = m·g·h / s. Constantes e unidades: m (kg), g (m/s²), h,s (m), F (N).
O aluno considera que a força sobre o capacete é simplesmente o peso do praticante, ignorando a altura da queda e a distância em que a energia é dissipada.
O aluno multiplica massa por altura, eliminando a aceleração da gravidade e obtendo uma grandeza sem sentido físico para força, o que mostra que não aplicou a fórmula da energia potencial.
Raio-X da questão
força média em queda
avaliacao
energia potencial gravitacional · trabalho e força
Revisar o cálculo de trabalho e energia em quedas.
Confundir a fórmula do trabalho com a da força, aplicando incorretamente a altura ou a distância de parada.
saude
pensamento_critico
cientifico
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