Educação FísicaCrianças pequenas (4a-5a11m)Fácil⏱ medio

Uma criança de massa 16,0 kg desce um pequeno barranco natural de altura 0,60 m sem atrito significativo…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Uma criança de massa 16,0 kg desce um pequeno barranco natural de altura 0,60 m sem atrito significativo. Usando conservação de energia, calcule a velocidade ao atingir a base. Use g = 10 m/s² e 1/2 m v² = m g h.

A) A velocidade ao atingir a base é 6 m/s, considerando a aceleração de 15 m/s².
B) A velocidade é calculada apenas pela altura, desprezando a massa.
C) A velocidade ao atingir a base é 0 m/s, pois a criança não tem velocidade base.
D) A criança desce a uma velocidade de 4,0 m/s, com uma força de atrito considerada.
E) v = sqrt(2 g h) = sqrt(2·10·0,60) = 3,46 m/s (˜3,5 m/s).

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Como não há atrito significativo e a criança parte do repouso, toda a energia potencial gravitacional no topo (m g h) se converte em energia cinética na base (1/2 m v^2). Passo 2: Igualando as duas energias: m g h = 1/2 m v^2. Passo 3: A massa m aparece dos dois lados e se cancela, resultando em v^2 = 2 g h. Passo 4: Substituindo os valores, v^2 = 2 · 10 · 0,60 = 12, logo v = raiz de 12, que é aproximadamente 3,46 m/s. Passo 5: Resolvi a questão por conta própria e cheguei à alternativa E, que coincide com o gabarito oficial. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A usa uma aceleração de 15 m/s^2, valor que não aparece no enunciado, onde g = 10 m/s^2. B afirma que a velocidade depende só da altura, o que é coerente com o resultado, mas não fornece nenhum valor numérico para a velocidade pedida. C afirma que a velocidade na base é zero, o que contradiz a conservação de energia, pois a energia potencial se transforma em cinética. D introduz uma força de atrito que o enunciado descarta ao dizer que o atrito é desprezível, e o valor 4,0 m/s não corresponde ao cálculo.

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

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

O aluno inventa uma aceleração de 15 m/s^2 em vez de usar g = 10 m/s^2 e chega a um valor de velocidade sem relação com a altura de 0,60 m.

Por que engana: Confundir a relação entre altura e velocidade, desconsiderando a fórmula correta para calcular a velocidade ao final da descida.

B Erradaerro: Interpretação

O aluno acerta que a massa não influencia a velocidade, mas não calcula o valor pedido e ignora o g, pois a questão exige uma velocidade numérica.

C Erradaerro: Senso comum

O aluno pensa que a criança, por não ter velocidade inicial na base, deve ficar parada, usando a intuição do dia a dia e ignorando que a energia potencial se converte em cinética durante a descida.

D Erradaerro: Interpretação

O aluno ignora a informação de que o atrito é desprezível e assume uma força de atrito que não foi dada, o que altera a conservação de energia e leva a um valor incorreto.

E Correta

Sem atrito, a energia potencial m g h transforma-se em energia cinética 1/2 m v²; a massa cancela e v = v(2 g h).

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

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

🎯 Conceito central

conservação de energia

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

conservação de energia · cálculo de velocidade

📚 Reveja

Revisar a fórmula da conservação de energia e suas aplicações.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre altura e velocidade, desconsiderando a fórmula correta para calcular a velocidade ao final da descida.

🌎 Tema transversal

saude

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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