Em uma brincadeira de pular elástico, dois colegas seguram o elástico horizontal a 0,90 m do chão e, no…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Experimentar diferentes papéis (jogador, árbitro e técnico) e fruir os esportes de rede/parede, campo e taco, invasão e combate, valorizando o trabalho coletivo e o protagonismo.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma brincadeira de pular elástico, dois colegas seguram o elástico horizontal a 0,90 m do chão e, no centro, uma criança de massa m = 40 kg apoia o pé no laço; o elástico se estica até x_max = 0,50 m medidos a partir da posição não esticada. O coeficiente elástico do laço é k = 800 N/m. Usando F = k·x (N) e g = 10 m/s², explique, com cálculos e conceitos físicos, por que nesse momento a criança fica momentaneamente sustentada pelo elástico e qual é a força elástica aplicada.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo do peso: mg = 40·10 = 400 N. Força elástica no máximo estiramento: F_el = k·x_max = 800·0,50 = 400 N. Como F_el = mg, a força elástica para cima iguala o peso para baixo, resultando força resultante zero naquele instante; por isso a criança fica momentaneamente sustentada (aceleração nula). Também pode-se relacionar energias: energia elástica U = ½kx_max² = 0,5·800·0,5² = 100 J; variação de energia potencial gravitacional ?U_g = mg·?h; com os valores dados a igualdade de forças mostra equilíbrio estático momentâneo e sustento seguro do peso.
Explicação
A análise das forças mostra que a força elástica gerada pelo elástico no máximo estiramento iguala exatamente o peso da criança, resultando em uma força resultante de zero. Isso indica que a criança está em equilíbrio, sem aceleração, e momentaneamente sustentada. A relação entre as energias também confirma que a energia potencial gravitacional e a energia elástica estão equilibradas nesse instante.
Raio-X da questão
força elástica e peso
avaliacao
força elástica e peso · segunda lei de Newton
Revisar a lei de Hooke e conceitos de força e peso.
O aluno pode confundir a força elástica com a força peso, não considerando que a força elástica é a que sustenta a criança no momento em que o elástico está esticado.
saude
pensamento_critico
cotidiano
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