Educação FísicaBebês (0-1a6m)Difícil⏱ longo

Um bebê m = 10,0 kg sofre queda vertical de h = 1,0 m e é parado por um absorvedor que estica d = 0,50 m. Use…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Um bebê m = 10,0 kg sofre queda vertical de h = 1,0 m e é parado por um absorvedor que estica d = 0,50 m. Use g = 10 m/s². Calcule energia E = m·g·h (J), força média F_avg = E/d (N) e desaceleração média a = F_avg/m (m/s²). Compare F_avg com o peso.

A) E = 120 J; F_avg = 240 N; a = 24 m/s²; F_avg é muito maior que peso.
B) E = 200 J; F_avg = 300 N; força média é menor que o peso do bebê.
C) E = 80 J; F_avg = 150 N; a = 15 m/s²; F_avg não duplica o peso.
D) E = 100 J; F_avg = 100 N; a = 10 m/s²; F_avg é igual ao peso.
E) E = 100 J; F_avg = 200 N; a = 20 m/s² (˜2g); F_avg é o dobro do peso (200 N > 100 N).

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Calcule a energia potencial gravitacional que o bebê perde na queda: E = m·g·h = 10,0 × 10 × 1,0 = 100 J. Passo 2: Calcule a força média no absorvedor, que para o bebê em repouso ao final da frenagem dissipa essa energia ao longo de d = 0,50 m: F_avg = E/d = 100 / 0,50 = 200 N. Passo 3: Calcule a desaceleração média: a = F_avg/m = 200 / 10,0 = 20 m/s², ou seja, cerca de 2g. Passo 4: Compare com o peso: P = m·g = 10,0 × 10 = 100 N. Como F_avg = 200 N, a força média é exatamente o dobro do peso. Passo 5: Por que a alternativa E está certa: todos os três valores (100 J, 200 N, 20 m/s²) e a comparação com o peso estão corretos. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A tem energia errada (120 J em vez de 100 J), o que contamina F e a; B tem energia errada (200 J) e afirma que a força é menor que o peso, quando 300 N é maior que 100 N; C tem energia errada (80 J) e valores de força e aceleração inconsistentes entre si; D calcula a força como E/h e não como E/d, por isso obtém 100 N, igual ao peso, o que está errado. Passo 7: Conclusão: o gabarito oficial E está correto.

💡 Dica: Calcule a energia e a força média antes de comparar com o peso.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

Calculou a energia como 120 J, um erro na multiplicação m·g·h, e propagou esse valor para a força e a aceleração. Também concluiu que a força é muito maior que o peso, sem comparar corretamente com P = 100 N.

B Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

Obteve 200 J de energia, provavelmente por um erro no produto m·g·h, e depois interpretou mal a comparação, afirmando que 300 N é menor que o peso de 100 N.

Por que engana: Confundir a relação entre força média e peso, subestimando a desaceleração do bebê ao calcular F_avg.

C Erradaerro: Procedimental

Errou o cálculo da energia (80 J em vez de 100 J) e apresentou valores de força e aceleração que não são consistentes entre si, pois 80 / 0,50 seria 160 N, não 150 N.

D Erradaerro: Conceitual

Dividiu a energia pela altura de queda (100 / 1,0 = 100 N) em vez de pela distância de parada d = 0,50 m. Também assumiu intuitivamente que a força de parada deve ser igual ao peso.

E Correta

E = 10·10·1 = 100 J; F_avg = 100/0,5 = 200 N; a = 200/10 = 20 m/s² (2·g); assim, força média é 2× peso do conjunto.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Avaliar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

energia e força

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

energia potencial gravitacional · força e aceleração

📚 Reveja

Revisar conceitos de energia potencial e força média.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre força média e peso, subestimando a desaceleração do bebê ao calcular F_avg.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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