Um passageiro de massa m = 70 kg reduz a velocidade de 20 km/h a zero em ?t = 0,5 s. Converta 20 km/h para…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um passageiro de massa m = 70 kg reduz a velocidade de 20 km/h a zero em ?t = 0,5 s. Converta 20 km/h para m/s, calcule a desaceleração média a (m/s²) e a força média F (N) que atua sobre o passageiro (F = m·a).
- A) 20 km/h = 5,56 m/s; a ˜ -11,11 m/s²; força média ˜ 778 N (direção contrária ao movimento).
- B) Desaceleração média a = 2,5 m/s²; força média F = 140 N.
- C) Desaceleração média a = 4,44 m/s²; força média F = 315 N.
- D) 20 km/h = 10 m/s; desaceleração média a = -12 m/s²; F = 840 N.
- E) Força média F = 70 N, pois é igual à massa do passageiro.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Converter a velocidade. 20 km/h = 20 / 3,6 = 5,56 m/s (aproximadamente). Para converter km/h em m/s, divide-se por 3,6, pois 1 km = 1000 m e 1 h = 3600 s.
- Calcular a desaceleração média. Usa-se a = (v - v0) / Δt = (0 - 5,56) / 0,5 = -11,11 m/s². O sinal negativo indica que a aceleração tem sentido contrário ao movimento, pois a velocidade está diminuindo.
- Calcular a força média. Pela segunda lei de Newton, F = m · a = 70 · (-11,11) = -777,8 N, ou seja, módulo de aproximadamente 778 N, com direção contrária ao movimento.
- Conferir com o gabarito. Minha resolução coincide com a alternativa A, que é o gabarito oficial. Os valores 5,56 m/s, -11,11 m/s² e aproximadamente 778 N estão corretos.
- Por que as outras estão erradas: B usa uma conta com tempo ou velocidade incorretos, o que leva a 2,5 m/s²; C não respeita a conversão correta de km/h e chega a 4,44 m/s²; D converte 20 km/h para 10 m/s dividindo por 2, o que está errado; E confunde massa com força, o que não tem base física.
💡 Dica: Converta a velocidade e aplique a fórmula da força.
Alternativa por alternativa
v = 20/3,6 ˜ 5,56 m/s; a = ?v/?t = (0-5,56)/0,5 ˜ -11,11 m/s²; F = m·a = 70·(-11,11) ˜ -778 N (módulo 778 N).
O aluno provavelmente errou a manipulação do tempo, dividindo pela fração de forma invertida ou usando um valor de velocidade que não corresponde a 20 km/h. Assim obteve uma desaceleração de 2,5 m/s² que não corresponde à variação de velocidade do enunciado.
Por que engana: Confundir a conversão de 20 km/h para m/s, resultando em um valor incorreto para a desaceleração e a força média.
O aluno provavelmente errou na conversão ou na divisão, chegando a um valor de desaceleração de 4,44 m/s² que não é compatível com a variação de 5,56 m/s em 0,5 s. Também pode ter ignorado a relação entre velocidade inicial e tempo.
O aluno converteu 20 km/h para 10 m/s, dividindo por 2 em vez de dividir por 3,6. Com esse erro de conversão, a desaceleração e a força acabam ficando superestimadas.
O aluno confundiu massa com força, supondo que a força média seria numericamente igual à massa de 70 kg. Ele ignorou que a força depende da variação de velocidade e do tempo de frenagem, conforme F = m · a.
Raio-X da questão
desaceleração e força
avaliacao
conversao de unidades · calculo de forca
Revisar as fórmulas de movimento uniformemente variado e força.
Confundir a conversão de 20 km/h para m/s, resultando em um valor incorreto para a desaceleração e a força média.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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