FísicaENEMBNCC EM13CNT101Difícil⏱ medio

Uma massa de 0,50 kg colide com uma mola de constante k = 500 N/m e é parada. Calcule a compressão máxima x da…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

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 massa de 0,50 kg colide com uma mola de constante k = 500 N/m e é parada. Calcule a compressão máxima x da mola sabendo que a velocidade inicial é v = 4,0 m/s (use ½k x² = ½ m v²).

A) 0,05 m
B) 0,10 m
C) 0,15 m
D) 0,20 m
E) 0,13 m

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Identifique os dados. m = 0,50 kg, k = 500 N/m e v = 4,0 m/s. A mola para a massa, então toda a energia cinética inicial vira energia potencial elástica.
Escreva a igualdade de energias: ½ k x^2 = ½ m v^2.
Cancele o ½ dos dois lados e isole x^2: x^2 = m v^2 / k.
Calcule v^2 = 4,0^2 = 16. Depois, m v^2 = 0,50 x 16 = 8,0 J.
Divida pela constante: x^2 = 8,0 / 500 = 0,016 m^2.
Extraia a raiz quadrada: x = raiz de 0,016, que é aproximadamente 0,126 m, ou seja, cerca de 0,13 m. A alternativa correta é a E.
Por que as outras estão erradas: A (0,05 m) e B (0,10 m) são valores pequenos demais para a energia dada, e C (0,15 m) é grande demais. D (0,20 m) corresponde a x^2 = 0,04, valor que não sai da equação com os dados do enunciado. O gabarito oficial E está correto e coincide com a resolução.

💡 Dica: Aplique a conservação de energia entre a energia cinética e a energia potencial da mola.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente errou na extração da raiz ou na manipulação algébrica de x^2 = m v^2 / k, obtendo uma compressão pequena demais para a energia envolvida.

B Erradaerro: Atenção

O aluno provavelmente arredondou de forma grosseira o valor da raiz de 0,016, que é 0,126, para 0,10, perdendo precisão no resultado final.

C Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente calculou mal a raiz quadrada de 0,016 ou estimou o valor sem conferir, chegando a um número próximo mas incorreto.

D Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno provavelmente errou o cálculo de x^2, como dividir a energia por um valor errado de k, ou trocou a posição de m e k na fórmula, o que levou a x^2 = 0,04.

Por que engana: Confundir a relação entre energia cinética e energia potencial elástica, aplicando incorretamente a fórmula da energia.

E Correta

½k x² = ½ m v² ? x = sqrt(m v² / k) = sqrt(0,50·16/500)=sqrt(0,016)=0,126 m ˜ 0,13 m.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

conservação de energia

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

conservação de energia · movimento retilíneo uniforme

📚 Reveja

Revisar a relação entre energia cinética e energia potencial em sistemas de mola.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre energia cinética e energia potencial elástica, aplicando incorretamente a fórmula da energia.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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