Dois patinadores inicialmente em repouso empurram-se. Após o impulso, o patinador A (massa 50 kg) move-se a…
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
Dois patinadores inicialmente em repouso empurram-se. Após o impulso, o patinador A (massa 50 kg) move-se a 1,4 m/s em um sentido. Calcule a velocidade do patinador B (massa 70 kg), assumindo ausência de forças externas.
- A) v_B = 2,8 m/s
- B) v_B = -1,0 m/s (no sentido oposto a A)
- C) v_B = 0,5 m/s
- D) v_B = 1,0 m/s
- E) v_B = 1,4 m/s
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o princípio aplicável. Como não há forças externas, a quantidade de movimento total do sistema se conserva. Inicialmente os dois patinadores estão em repouso, então a quantidade de movimento total inicial é zero.
- Escreva a conservação: m_A * v_A + m_B * v_B = 0.
- Substitua os dados, adotando como positivo o sentido do movimento de A: 50 * 1,4 + 70 * v_B = 0, ou seja, 70 + 70 * v_B = 0.
- Isole v_B: v_B = -70 / 70 = -1,0 m/s. O sinal negativo indica que B se move com velocidade de módulo 1,0 m/s no sentido oposto ao de A.
- Compare com o gabarito. A alternativa B (v_B = -1,0 m/s, no sentido oposto a A) está correta, pois reproduz o módulo, o sentido e o sinal obtidos.
- Por que as outras estão erradas. A: 2,8 m/s dobra a velocidade de A em vez de usar a conservação das massas. C: 0,5 m/s não corresponde à razão entre os produtos de massa e velocidade. D: 1,0 m/s tem o módulo correto, mas omite o sentido oposto exigido pela conservação. E: 1,4 m/s iguala as velocidades, ignorando que as massas são diferentes.
💡 Dica: Use a conservação da quantidade de movimento para resolver.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente somou ou dobrou a velocidade de A, supondo que a velocidade de B seja a soma das velocidades ou que o sistema ganhe quantidade de movimento após o impulso.
Conservação do momento: m_A·v_A + m_B·v_B = 0 ? 50·1,4 + 70·v_B = 0 ? 70 + 70·v_B = 0 ? v_B = -1,0 m/s.
O aluno provavelmente dividiu o resultado correto por 2 ou usou uma razão de massas incorreta, obtendo um valor próximo da metade da velocidade de A.
O aluno calculou corretamente o módulo de 1,0 m/s, mas ignorou o sinal e a direção oposta a A, que são exigidos pela conservação da quantidade de movimento.
Por que engana: O aluno pode confundir a direção do movimento e calcular a velocidade de B como positiva, ignorando a conservação da quantidade de movimento no sentido oposto.
O aluno supôs que os dois patinadores têm a mesma velocidade após o impulso, ignorando que as massas são diferentes e que a quantidade de movimento deve se anular.
Raio-X da questão
conservação da quantidade de movimento
avaliacao
conservação da quantidade de movimento · cálculo de velocidade
Revisar a conservação da quantidade de movimento em colisões.
O aluno pode confundir a direção do movimento e calcular a velocidade de B como positiva, ignorando a conservação da quantidade de movimento no sentido oposto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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