Disserte, com equações e cálculos, como a conservação do momento e a variação da energia cinética ocorrem numa…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Disserte, com equações e cálculos, como a conservação do momento e a variação da energia cinética ocorrem numa passagem de bastão em corrida de revezamento: corredor A (mA = 60 kg) corre a vA = 6,0 m/s; corredor B (mB = 65 kg) corre a 5,0 m/s e, após breve contato sem forças externas horizontais, passam a correr juntos à mesma velocidade v_f. Calcule v_f e explique a mudança de energia cinética e quem realiza trabalho.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo de resposta: aplicar conservação do momento linear total: (mA·vA + mB·vB) = (mA + mB)·v_f. Substituindo: (60·6,0 + 65·5,0) = (125)·v_f ? (360 + 325)=685 =125·v_f ? v_f = 685/125 = 5,48 m/s. Energia cinética inicial: KE_i = ½·60·6² + ½·65·5² = 0,5·60·36 + 0,5·65·25 = 30·36 + 32,5·25 = 1080 + 812,5 = 1892,5 J. Energia final: KE_f = ½·125·(5,48)² ˜ 0,5·125·30,03 = 62,5·30,03 ˜ 1876,9 J. Variação ?KE = KE_f - KE_i ˜ -15,6 J (perda de energia). A pequena perda de energia cinética transforma-se em trabalho realizado por forças internas durante a troca (atrito entre os corredores, deformações e aquecimento) e possivelmente em energia dissipada pelo atrito dos pés; não há ganho energético se não houver aporte externo. Comentário cultural: a manobra exige coordenação motora e cooperação, valorizando a prática coletiva nas brincadeiras e jogos.
Explicação
A conservação do momento linear é aplicada para determinar a velocidade final dos corredores após a passagem do bastão, garantindo que a quantidade de movimento total antes e depois do contato permaneça constante. A variação da energia cinética mostra uma perda, que se deve ao trabalho realizado por forças internas durante a troca, como atrito e deformações. Essa análise destaca a importância da interação entre os corredores e a eficiência do processo de revezamento em uma corrida.
Raio-X da questão
conservação do momento
avaliacao
conservação do momento · energia cinética
Revisar as leis da conservação do momento e energia cinética.
O aluno pode confundir a conservação do momento com a conservação da energia, não aplicando corretamente as equações para calcular a velocidade final dos corredores.
saude
pensamento_critico
cientifico
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