Uma criança de massa m = 20,0 kg cai de altura h = 1,00 m. Um capacete absorve a energia alongando d = 0,080…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma criança de massa m = 20,0 kg cai de altura h = 1,00 m. Um capacete absorve a energia alongando d = 0,080 m; use g = 10 m/s². Assuma m·g·h = F_avg·d. Calcule a força média de impacto F_avg (N).
- A) F_avg = 1,00×10³ N
- B) F_avg = 2,50×10^3 N
- C) F_avg = 3,00×10³ N
- D) F_avg = 2,80×10³ N
- E) F_avg = 2,00×10³ N
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a energia potencial gravitacional que a criança possui antes da queda: m·g·h = 20,0 × 10 × 1,00 = 200 J. Passo 2: Pela suposição do enunciado, essa energia é totalmente absorvida pelo capacete ao se deformar d = 0,080 m, ou seja, m·g·h = F_avg·d. Passo 3: Isole a força: F_avg = m·g·h / d = 200 / 0,080 = 2500 N = 2,50×10^3 N. Passo 4: Confira a conta: 0,080 × 2500 = 200, que confirma o resultado. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é a B, que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque 1,00×10^3 N corresponderia a uma energia de 80 J, que não é a energia da queda. A alternativa C está errada porque 3,00×10^3 N exige energia de 240 J, valor que não aparece no enunciado. A alternativa D está errada porque 2,80×10^3 N não resulta da divisão de 200 J por 0,080 m. A alternativa E está errada porque 2,00×10^3 N corresponderia a uma energia de 160 J, que também não é a energia correta.
💡 Dica: Aplique a fórmula da força média de impacto.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou o valor da energia potencial (obteve 80 J em vez de 200 J) ou dividiu por um valor incorreto de deslocamento, chegando a 1000 N.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a energia potencial e a força média, aplicando a fórmula de forma incorreta.
Energia potencial m·g·h = 20,0·10·1,00 = 200 J. F_avg = 200 J / 0,080 m = 2500 N.
O aluno provavelmente leu ou usou mal a altura ou a massa, obtendo uma energia de 240 J, e então dividiu esse valor por 0,080 m.
O aluno provavelmente cometeu um erro de cálculo na divisão ou no produto m·g·h, chegando a um valor próximo de 2800 N que não corresponde a 200 J dividido por 0,080 m.
O aluno provavelmente usou um valor incorreto de g ou de algum fator do produto, obtendo 160 J de energia, e depois dividiu por 0,080 m.
Raio-X da questão
força média de impacto
avaliacao
energia potencial gravitacional · força média
Revisar a relação entre energia potencial e força média de impacto.
O aluno pode confundir a relação entre a energia potencial e a força média, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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