No jogo de bolinha (buraquinho), uma bolinha de massa m = 0,050 kg é lançada horizontalmente com velocidade v0…
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
No jogo de bolinha (buraquinho), uma bolinha de massa m = 0,050 kg é lançada horizontalmente com velocidade v0 = 2,0 m/s e colide contra uma barreira, parando em ?t = 0,02 s. Calcule o impulso J (kg·m/s) e a força média F (N) exercida sobre a bolinha. Use F = ?p/?t.
- A) J = 0,10 kg·m/s; F média = 0 N.
- B) J = 0,20 kg·m/s; F média = 10 N.
- C) J = 0,15 kg·m/s; F média = 7,5 N.
- D) J = 0,10 kg·m/s (direção oposta ao movimento); F média = 5,0 N, contrária ao movimento.
- E) J = 0,05 kg·m/s; F média = 2,5 N.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Dados do enunciado: m = 0,050 kg, v0 = 2,0 m/s e intervalo de colisão de 0,02 s, até a bolinha parar. Passo 2: Momento linear inicial: p0 = m·v0 = 0,050·2,0 = 0,10 kg·m/s, no sentido do movimento. Passo 3: Momento final: p = 0, pois a bolinha para. Passo 4: Impulso igual à variação do momento: J = Δp = p - p0 = 0 - 0,10 = -0,10 kg·m/s. Em módulo, J = 0,10 kg·m/s, com sentido oposto ao movimento inicial. Passo 5: Força média pela relação dada: F = Δp/Δt = 0,10/0,02 = 5,0 N, também contrária ao movimento. Passo 6: Conclusão: a alternativa D traz os valores corretos e o sentido correto, e coincide com o gabarito oficial. Passo 7: Por que as outras estão erradas: A troca a força média por zero, mas uma variação de momento em tempo curto exige força não nula. B supõe um rebote com a mesma velocidade, o que dobraria o impulso, mas a bolinha para. C usa valores que não correspondem a m·v0 com os dados do enunciado. E calcula o impulso só com a massa, sem multiplicar pela velocidade.
💡 Dica: Calcule o impulso e a força média usando a fórmula fornecida.
Alternativa por alternativa
Acredita que, como a bolinha termina em repouso, a força média também é nula. Confunde velocidade final nula com ausência de força, quando é justamente a variação do momento em 0,02 s que gera a força.
Supõe que a bolinha ricocheteia com a mesma velocidade, o que dobraria a variação do momento para 2·m·v0 = 0,20 kg·m/s. O enunciado diz que ela para, então a variação é apenas m·v0.
Por que engana: O aluno pode confundir a direção do impulso e da força média, não considerando que a força é contrária ao movimento da bolinha.
Calcula o impulso com um erro na multiplicação de massa e velocidade, obtendo 0,15 kg·m/s em vez de 0,10 kg·m/s, e propaga esse valor para a força média.
?p = m(vf-v0) = 0,050·(0-2,0) = -0,10 kg·m/s (impulso de 0,10 kg·m/s oposto ao sentido do lançamento). Força média F = ?p/?t = -0,10/0,02 = -5,0 N (módulo 5,0 N, direção contrária ao movimento).
Esquece de multiplicar a massa pela velocidade inicial e usa apenas a massa (0,05 kg) como se fosse o impulso, o que leva a uma força média de 2,5 N.
Raio-X da questão
impulso e força média
avaliacao
impulso e força média · conservação da quantidade de movimento
Revisar as fórmulas de impulso e força média em colisões.
O aluno pode confundir a direção do impulso e da força média, não considerando que a força é contrária ao movimento da bolinha.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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