Física9º anoFácil⏱ longo

Durante uma partida de amarelinha, uma criança salta verticalmente. Sua massa é de 40 kg, e ela sobe 0,30 m a…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Durante uma partida de amarelinha, uma criança salta verticalmente. Sua massa é de 40 kg, e ela sobe 0,30 m a partir do ponto de decolagem. Durante o impulso, suas pernas deslocam o centro de massa por 0,50 m. Considere g = 10 m/s². Calcule a força média para cima exercida pelas pernas durante o impulso. Use v0² = 2gh, ?K = ½mv0² e F_resultante · d = ?K. A força resultante é dada por F_resultante = F_média - mg.

A) F_média = 640 N
B) F_média = 800 N
C) F_média = 520 N
D) F_média = 240 N
E) F_média = 400 N

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Calcule a velocidade de decolagem usando v0² = 2gh. Com g = 10 m/s² e h = 0,30 m, temos v0² = 2 x 10 x 0,30 = 6 m²/s².Passo 2: Calcule a variação de energia cinética no impulso: ΔK = ½ m v0² = ½ x 40 x 6 = 120 J.Passo 3: Use o teorema trabalho-energia, F_resultante x d = ΔK, com d = 0,50 m, que é o deslocamento do centro de massa durante o impulso (e não a altura de 0,30 m atingida depois). Assim, F_resultante = 120 / 0,50 = 240 N.Passo 4: Como F_resultante = F_média - mg, temos F_média = F_resultante + mg = 240 + 40 x 10 = 240 + 400 = 640 N.Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é a A, que coincide com o gabarito oficial. Alternativa B (800 N) estaria certa se a distância usada fosse 0,30 m em vez de 0,50 m. Alternativa C (520 N) resulta de somar o peso à energia cinética (120 J) sem dividir pelo deslocamento. Alternativa D (240 N) é a força resultante, mas esqueceu-se de somar o peso para obter a força das pernas. Alternativa E (400 N) é apenas o peso, o que ignora o impulso necessário para acelerar a criança.

💡 Dica: Calcule a força média usando as fórmulas fornecidas.

Alternativa por alternativa

A Correta

A velocidade de saída é obtida por v₀² = 2gh = 2 · 10 · 0,30 = 6 m²/s². Assim, a variação da energia cinética é ΔK = ½ · 40 · 6 = 120 J. Pelo trabalho da força resultante, F_resultante · 0,50 = 120, então F_resultante = 240 N. Como F_resultante = F_média − mg e mg = 40 · 10 = 400 N, temos F_média = 240 + 400 = 640 N.

B Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

Usou a altura de 0,30 m como distância do impulso no teorema trabalho-energia, em vez do deslocamento de 0,50 m do centro de massa durante o impulso. Com isso, obteve 120 / 0,30 = 400 N de resultante e somou o peso.

Por que engana: Confundir a força média com a força gravitacional, não considerando a altura do salto corretamente.

C Erradaerro: Procedimental

Somou o peso (400 N) a 120 J, que é a energia cinética, tratando-a como força. Esqueceu que a força resultante é ΔK dividido pela distância do impulso.

D Erradaerro: Procedimental

Calculou corretamente a força resultante de 240 N, mas considerou que ela já é a força média das pernas, esquecendo que F_média = F_resultante + mg, pois as pernas também precisam vencer o peso.

E Erradaerro: Conceitual

Acredita que a força das pernas só precisa equilibrar o peso (F = mg = 400 N), como se a criança estivesse parada, sem considerar a aceleração para cima durante o impulso.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

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

força média em saltos

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força e movimento · energia potencial

📚 Reveja

Revisar as leis de Newton e cálculo de força.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a força média com a força gravitacional, não considerando a altura do salto corretamente.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cotidiano

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