Em uma brincadeira com bola de meia, uma bola de massa 0,15 kg é chutada em direção a um colega com velocidade…
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
Em uma brincadeira com bola de meia, uma bola de massa 0,15 kg é chutada em direção a um colega com velocidade de 12 m/s. Para evitar que a bola atinja o colega, outro jogador a intercepta aplicando uma força média contrária ao movimento durante 0,50 s. Qual é o valor da força média aplicada pelo defensor e qual a direção dessa força?
- A) F médio = ?p/?t = (0,15·12)/0,50 = 3,6 N, direção oposta ao movimento da bola.
- B) A força média aplicada é 6 N e na mesma direção da bola.
- C) A bola tem 0,30 kg e a força aplicada é 4 N.
- D) Força média é irrelevante, pois a bola para antes do impacto.
- E) A força média aplicada é 2 N, pois a bola desacelera gradualmente.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A massa da bola é m = 0,15 kg, a velocidade inicial é v = 12 m/s e o tempo de contato é t = 0,50 s. Ao ser interceptada, a bola para, então a velocidade final é zero.
- Calcule a quantidade de movimento inicial: p = m·v = 0,15 · 12 = 1,8 kg·m/s.
- Calcule a quantidade de movimento final: como a bola para, p_final = 0.
- Pelo teorema do impulso, a força média é igual à variação da quantidade de movimento dividida pelo tempo de contato. A variação é 0 - 1,8 = -1,8 kg·m/s, e o sinal negativo indica que a força atua no sentido oposto ao movimento da bola. Assim, F = 1,8 / 0,50 = 3,6 N, com direção oposta ao movimento da bola.
- Conclusão: a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa B está errada porque a força deve ter sentido contrário ao movimento, e o valor 6 N não corresponde ao cálculo. A alternativa C está errada porque a massa da bola é 0,15 kg, não 0,30 kg, e o valor 4 N não resulta dos dados. A alternativa D está errada porque a força é justamente o que faz a bola parar, sendo essencial para o cálculo. A alternativa E está errada porque o valor 2 N não corresponde ao cálculo com os dados, e uma desaceleração gradual não implica necessariamente força pequena, já que o que importa é o impulso sobre o intervalo de tempo dado.
💡 Dica: Calcule a força média usando a segunda lei de Newton.
Alternativa por alternativa
Pelo princípio do impulso: F_avg = ?p/?t; ?p = m·v (parada completa), assim 0,15·12 = 1,8 kg·m/s; dividido por 0,50 s dá 3,6 N, sentido contrário à velocidade.
O aluno provavelmente acreditou que a força do defensor deve ter o mesmo sentido do movimento da bola, confundindo a força que para a bola com a força que a empurra. Além disso, pode ter dividido 1,8 por um tempo errado (0,30 s) para chegar a 6 N.
Por que engana: Confundir a direção da força média, acreditando que ela deve ser na mesma direção do movimento da bola.
O aluno provavelmente leu ou interpretou mal a massa da bola, trocando 0,15 kg por 0,30 kg, e em seguida calculou uma força sem seguir corretamente os dados do enunciado.
O aluno acredita que, se a bola para antes do impacto, a força não tem importância. Na verdade, a força é justamente a causa da parada, e sem ela a bola continuaria em movimento.
O aluno associa desaceleração gradual a uma força pequena, sem considerar que a força média depende da variação da quantidade de movimento dividida pelo tempo de contato. O valor 2 N não corresponde a essa relação com os dados.
Raio-X da questão
força média
avaliacao
força e movimento · impulso e momentum
Revisar a segunda lei de Newton e suas aplicações em situações cotidianas.
Confundir a direção da força média, acreditando que ela deve ser na mesma direção do movimento da bola.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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