Durante um arremesso de bola em uma partida de queimada, uma jogadora acelera a bola de massa m = 0,300 kg do…
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
Durante um arremesso de bola em uma partida de queimada, uma jogadora acelera a bola de massa m = 0,300 kg do repouso até v = 12,0 m/s ao longo de um deslocamento s = 0,80 m realizado pelo braço. Assumindo força média constante e desprezando perdas, calcule a força média F_med aplicada. Use ?K = 1/2 m v² = F_med · s.
- A) F_med = 30,0 N
- B) F_med = (1/2 m v²)/s = (0,5·0,300·12,0²)/0,80 = 27,0 N.
- C) F_med = 20,0 N
- D) F_med = 10,0 N
- E) F_med = 15,0 N
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: m = 0,300 kg, v = 12,0 m/s, s = 0,80 m. A bola parte do repouso, então a variação de energia cinética é igual à energia cinética final. Passo 2: Calcule a energia cinética: ΔK = 1/2 · m · v^2 = 0,5 · 0,300 · 12,0^2 = 0,5 · 0,300 · 144 = 21,6 J. Passo 3: Aplique o teorema do trabalho-energia, que relaciona o trabalho da força média ao deslocamento: F_med · s = ΔK. Passo 4: Isole a força: F_med = ΔK / s = 21,6 / 0,80 = 27,0 N. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é a B, com F_med = 27,0 N, que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque arredonda a energia para 24 J antes de dividir por s. A alternativa C está errada porque usa uma energia cinética de 16 J, diferente do valor correto de 21,6 J. A alternativa D está errada porque usa uma energia cinética de 8 J, o que subestima o valor real. A alternativa E está errada porque usa uma energia cinética de 12 J, valor que não corresponde a 1/2 m v^2.
💡 Dica: Aplique a fórmula da energia cinética para encontrar a força média.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou a energia cinética de forma aproximada, arredondando 21,6 J para cerca de 24 J, e depois dividiu por 0,80 para obter 30 N. O erro está na precisão do cálculo intermediário.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da força média com a de trabalho, aplicando incorretamente os conceitos de energia e deslocamento.
Energia cinética adquirida ?K = 0,5·0,300·144 = 21,6 J. Força média F_med = ?K/s = 21,6/0,80 = 27,0 N.
O aluno obteve uma energia cinética de cerca de 16 J na etapa de cálculo e a dividiu por 0,80. O erro está no cálculo de 1/2 m v^2, que deveria dar 21,6 J.
O aluno trabalhou com uma energia cinética de aproximadamente 8 J, possivelmente por erro na aplicação da fórmula 1/2 m v^2 ou na manipulação da massa e da velocidade. Assim, chegou a uma força muito pequena.
O aluno calculou uma energia cinética de cerca de 12 J, provavelmente por erro ao elevar a velocidade ao quadrado ou ao combinar os valores da fórmula. Dividindo 12 J por 0,80 m, chegou a 15 N.
Raio-X da questão
força média em arremesso
avaliacao
força média em arremesso · cinematica do movimento
Revisar a relação entre força, massa e aceleração em movimentos.
O aluno pode confundir a fórmula da força média com a de trabalho, aplicando incorretamente os conceitos de energia e deslocamento.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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