Uma bola de massa 0,50 kg incide numa parede com velocidade de 20 m/s e retorna com 15 m/s no sentido oposto…
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
Uma bola de massa 0,50 kg incide numa parede com velocidade de 20 m/s e retorna com 15 m/s no sentido oposto. Calcule o impulso (módulo) sofrido pela bola durante o choque.
- A) O impulso sofrido pela bola é 0 N·s, pois não muda de velocidade.
- B) O impulso é 30 N·s, resultante da massa somada dos dois estados.
- C) O impulso é 5 N·s, pois m=0,50kg e v=10m/s.
- D) O impulso sofrido pela bola é 20 N·s.
- E) 17.5 N·s (módulo), direção oposta à velocidade inicial.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- O impulso é a variação da quantidade de movimento, I = Δp = m·(v_final − v_inicial). Como o impulso é uma grandeza vetorial, é preciso adotar um sentido positivo. Vamos adotar como positivo o sentido da velocidade inicial da bola.
- Velocidade inicial: v_i = +20 m/s. Após o choque a bola volta no sentido oposto, então v_f = −15 m/s.
- Calcule a variação: Δv = −15 − 20 = −35 m/s.
- Calcule o impulso: I = 0,50 · (−35) = −17,5 N·s. O módulo é 17,5 N·s e o sinal negativo indica que o impulso aponta no sentido oposto ao da velocidade inicial.
- Conclusão: a alternativa E está correta, e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: a alternativa A ignora que a velocidade mudou de sentido e de valor; a alternativa B não corresponde a m·Δv, pois o valor 30 N·s não sai da variação da quantidade de movimento; a alternativa C usa uma variação de velocidade (10 m/s) que não existe no problema; a alternativa D toma o valor da velocidade inicial como se fosse o impulso, sem aplicar a massa nem a variação.
💡 Dica: Use a fórmula do impulso para calcular a variação da quantidade de movimento.
Alternativa por alternativa
Acredita que, como a bola continua se movendo após o choque, não houve variação de velocidade e, portanto, não há impulso. Ignora que a velocidade mudou de sentido e de módulo.
Soma as grandezas envolvidas (massas ou velocidades) em vez de calcular a diferença entre as quantidades de movimento final e inicial, obtendo um valor que não corresponde a m·Δv.
Calcula uma variação de velocidade incorreta (10 m/s), por erro na subtração das velocidades ou por desconsiderar o sinal do sentido oposto. Depois multiplica esse valor pela massa.
Toma diretamente o valor da velocidade inicial (20) como se fosse o impulso, sem multiplicar pela massa e sem considerar a variação da velocidade. Confunde impulso com uma grandeza cinemática.
Por que engana: Confundir o cálculo do impulso com a soma das velocidades, levando a um resultado incorreto.
Impulso J = ?p = m(vf - vi) = 0,50·(-15 - 20) = -17,5 kg·m/s; módulo |J| = 17,5 N·s.
Raio-X da questão
impulso e quantidade de movimento
avaliacao
impulso e quantidade de movimento · conservação da quantidade de movimento
Revisar a relação entre impulso e variação da quantidade de movimento.
Confundir o cálculo do impulso com a soma das velocidades, levando a um resultado incorreto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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