Um caminhão de massa 3000 kg trafega a 20 m/s em pista molhada. O coeficiente de atrito cinético entre pneus e…
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
Um caminhão de massa 3000 kg trafega a 20 m/s em pista molhada. O coeficiente de atrito cinético entre pneus e pista é 0.4. Estime a distância de frenagem desprezando resistência do ar (use g = 10 m/s²) e discuta como peso, atrito e conservação de energia explicam a transformação de energia e medidas sustentáveis para reduzir a distância.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo: força de atrito média F_a = µ·m·g = 0.4·3000·10 = 12000 N. Energia cinética inicial E_k = 1/2·m·v² = 0.5·3000·(20)² = 600000 J. Distância d = E_k / F_a = 600000 / 12000 = 50 m. Discussão: o peso aumenta a normal e, portanto, a força de atrito disponível; durante a frenagem a energia cinética é convertida em calor pela força de atrito (conservação de energia: trabalho do atrito = perda de energia cinética). Medidas sustentáveis: reduzir velocidade, manutenção e qualidade de pneus, sistemas ABS e controle de carga para melhorar contato e reduzir distância, planejamento logístico para evitar altas velocidades e diminuir consumo e riscos.
Explicação
O cálculo da força de atrito e da energia cinética permite determinar a distância de frenagem, mostrando a relação direta entre a força de atrito e a energia dissipada. A discussão sobre peso e conservação de energia explica como a energia cinética é transformada em calor durante a frenagem, destacando a importância do atrito. As medidas sustentáveis propostas visam otimizar a segurança e eficiência, reduzindo a distância de frenagem e o consumo de combustível.
Raio-X da questão
frenagem e atrito
avaliacao
frenagem e atrito · conservação de energia
Revisar as leis de Newton e a relação entre força, massa e aceleração.
O aluno pode confundir a relação entre força de atrito e a massa do caminhão, não considerando corretamente como o peso influencia na frenagem.
educacao_ambiental
pensamento_critico
cotidiano
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