Durante um jogo de pega-pega, uma criança de massa m = 28 kg corre a v = 4,0 m/s e para em d = 1,60 m ao…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante um jogo de pega-pega, uma criança de massa m = 28 kg corre a v = 4,0 m/s e para em d = 1,60 m ao agarrar-se. Considerando o trabalho das forças de frenagem: calcule a força média de frenagem F_med (N) e indique seu sentido. Use ?K = 1/2·m·v^2 e F_med = ?K/d (valores em SI).
- A) Força média = 70 N
- B) Força média = 200 N
- C) Força média = 50 N
- D) Força média = 120 N
- E) Força média = 140 N, dirigida oposta ao movimento.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Calcule a energia cinética inicial da criança: K = 1/2 · m · v^2 = 1/2 · 28 · 4,0^2 = 1/2 · 28 · 16 = 224 J.
- Como a criança para completamente, a energia cinética é totalmente dissipada pelo trabalho das forças de frenagem ao longo do deslocamento d = 1,60 m. Pelo teorema trabalho-energia, o trabalho resistente tem módulo igual a 224 J.
- Calcule a força média: F_med = K / d = 224 / 1,60 = 140 N.
- Como o trabalho da força de frenagem é negativo (ela age contra o deslocamento), a força média é dirigida no sentido oposto ao movimento da criança.
- Conclusão: a alternativa E está correta, pois a força média vale 140 N e é oposta ao movimento. O gabarito oficial está correto.
- Por que as outras estão erradas: A (70 N) resulta de dividir a energia por uma distância de 3,20 m, que não é a do enunciado; B (200 N) não corresponde a nenhuma divisão correta da energia de 224 J pela distância de 1,60 m; C (50 N) corresponde a uma energia de 80 J, valor que não é o da criança; D (120 N) corresponde a uma energia de 192 J, valor que também não é o correto. Além disso, nenhuma delas indica o sentido da força, exigido pelo enunciado.
💡 Dica: Calcule a energia cinética e aplique a fórmula da força média.
Alternativa por alternativa
Provavelmente dobrou a distância de frenagem (usando 3,20 m em vez de 1,60 m) ou fez uma divisão incorreta ao aplicar F = K/d.
Provavelmente errou o cálculo da energia cinética ou a divisão pela distância, obtendo um valor de energia que não corresponde a 224 J.
Por que engana: Calcular a força média de frenagem sem considerar a relação entre trabalho e energia cinética, resultando em um valor incorreto.
Provavelmente errou a conta da energia cinética, chegando a cerca de 80 J, ou usou um valor de massa ou velocidade diferente do enunciado.
Provavelmente cometeu um erro aritmético na energia cinética (chegando a 192 J) ou na divisão pela distância, sem conferir o resultado.
?K = -0,5·28·(4,0)^2 = -224 J; F_med = -224/1,60 = -140 N ? magnitude 140 N, sentido contrário ao deslocamento.
Raio-X da questão
força média de frenagem
avaliacao
trabalho e energia · forças e movimento
Revisar o conceito de trabalho e energia em movimento.
Calcular a força média de frenagem sem considerar a relação entre trabalho e energia cinética, resultando em um valor incorreto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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