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

Uma criança de massa m = 20,0 kg entra numa corrente de água. Determine o volume mínimo V do colete inflável…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Uma criança de massa m = 20,0 kg entra numa corrente de água. Determine o volume mínimo V do colete inflável necessário para mantê-la à tona. Use ?_água = 1000 kg/m³ e g = 10 m/s². Use a relação força de empuxo F_b = ?·V·g e considere massa do colete desprezível.

A) V = 0,010 m³ (10 L)
B) V = 0,020 m³ (20 L).
C) V = 0,001 m³ (1 L)
D) V = 0,050 m³ (50 L)
E) V = 0,100 m³ (100 L)

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Para a criança ficar à tona com o mínimo de volume, o empuxo do colete deve equilibrar o peso da criança, ou seja, F_b = P. Considerando o colete de massa desprezível, a condição é ρ_água·V·g = m·g. Passo 2: Cancelando g dos dois lados, obtém-se V = m / ρ_água. Passo 3: Substituindo os dados, V = 20,0 kg / 1000 kg/m³ = 0,020 m³, que equivale a 20 L. Passo 4: Conferindo a unidade, kg dividido por kg/m³ resulta em m³, então o resultado é coerente. Passo 5: A alternativa A está errada, pois 0,010 m³ corresponde a metade do necessário, insuficiente para equilibrar o peso. Passo 6: A alternativa C está errada, pois 0,001 m³ é cinquenta vezes menor que o volume necessário e não gera empuxo suficiente. Passo 7: A alternativa D está errada, pois 0,050 m³ seria um volume maior que o mínimo; ela não é o mínimo, embora sustentasse a criança. Passo 8: A alternativa E está errada, pois 0,100 m³ é cinco vezes o volume mínimo, também não atendendo à pergunta do volume mínimo. Passo 9: O gabarito oficial B está correto. Observação: o enunciado não informa a densidade da criança; a análise assume o caso de referência em que a criança precisa ser sustentada pelo empuxo igual ao seu peso.

💡 Dica: Calcule o volume usando a fórmula do empuxo.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno provavelmente dividiu a massa por 2000 ou assumiu que o colete precisa suportar apenas metade do peso, usando V = m/(2·ρ).

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre volume e massa, calculando um volume menor do que o necessário para manter a criança à tona.

B Correta

Para flutuar F_b = peso mg. Com F_b = ?Vg e mg = 20·10 = 200 N, V = mg/(?g) = 200/(1000·10) = 0,02 m³.

C Erradaerro: Atenção

O aluno provavelmente errou a posição da vírgula ou a divisão, obtendo 20/20000 em vez de 20/1000, o que reduz o volume em cinquenta vezes.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno provavelmente inverteu a relação, calculando V = ρ/m (1000/20 = 50), o que não tem sentido físico pois o volume deve crescer com a massa.

E Erradaerro: Senso comum

O aluno provavelmente acredita que, por segurança, a criança precisa de uma flutuação muito maior que o próprio peso, escolhendo um volume grande sem calcular o mínimo pedido.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

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

🎯 Conceito central

empuxo e flutuabilidade

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força de empuxo · densidade de fluidos

📚 Reveja

Revisar a relação entre empuxo, volume e densidade.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre volume e massa, calculando um volume menor do que o necessário para manter a criança à tona.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog