Física1ª sérieMédia⏱ medio

Uma criança de massa m = 40 kg cai de uma altura h = 1,20 m sobre um colchão que a comprime d = 0,40 m. Usando…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Uma criança de massa m = 40 kg cai de uma altura h = 1,20 m sobre um colchão que a comprime d = 0,40 m. Usando conservação de energia (m g h = F_avg · d) e g = 10 m/s², calcule a força média de impacto F_avg, assumindo desaceleração constante durante a compressão.

A) F_avg = 1.000 N
B) F_avg = 600 N
C) F_avg = 900 N
D) F_avg = 1.500 N
E) F_avg = (m g h) / d = (40·10·1,20) / 0,40 = 1.200 N.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Resolvi sem olhar o gabarito, usando o modelo indicado no enunciado, em que a energia potencial gravitacional perdida na queda vira o trabalho da força média do colchão: m g h = F_avg d. Passo 2: Calculei a energia potencial: m g h = 40 x 10 x 1,20 = 480 J. Passo 3: Isolei a força média: F_avg = 480 / 0,40 = 1.200 N. Passo 4: Comparando com o gabarito oficial (E), o resultado confere, então a alternativa E está correta. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A (1.000 N) não inclui corretamente a altura na energia; B (600 N) equivale a aplicar um fator 1/2 que não pertence à relação do enunciado; C (900 N) resulta de um erro numérico ao calcular 360 / 0,40; D (1.500 N) resulta de um erro no produto ou no uso indevido de um valor de altura. Passo 6: Observação física: se o peso continuasse realizando trabalho durante a compressão, o balanço completo seria mg(h + d) = F d, dando 1.600 N. O enunciado, porém, pede explicitamente o modelo m g h = F_avg d, então a resposta pedida é 1.200 N.

💡 Dica: Aplique a fórmula da conservação de energia para encontrar F_avg.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

Provavelmente calculou 40 x 10 / 0,40 = 1.000 N, esquecendo de multiplicar pela altura de 1,20 m na energia potencial.

B Erradaerro: Conceitual

Possivelmente aplicou um fator 1/2 à energia potencial, como se usasse a fórmula da energia cinética, obtendo 240 / 0,40 = 600 N.

C Erradaerro: Atençãoa que mais engana

Provavelmente cometeu erro de cálculo com decimais ao obter a energia, chegando a um valor de 360 J em vez de 480 J, e então dividiu por 0,40.

Por que engana: Confundir a relação entre energia potencial e força média, aplicando incorretamente a fórmula de conservação de energia.

D Erradaerro: Atenção

Provavelmente errou o produto m g h, chegando a 600 J, ou usou o valor 1,5 no lugar de 1,20 m, e então dividiu por 0,40 obtendo 1.500 N.

E Correta

Energia potencial m g h transformada em trabalho de frenagem F_avg·d ? F_avg = m g h / d = 480/0,4 = 1200 N.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Analisar

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 de impacto

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

conservação de energia · força média

📚 Reveja

Revisar a conservação de energia e suas aplicações em quedas.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre energia potencial e força média, aplicando incorretamente a fórmula de conservação de energia.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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