Uma bicicleta de massa 0,5 kg (modelo em escala) parte do repouso no topo de um morro de 20 m. Ignorando…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma bicicleta de massa 0,5 kg (modelo em escala) parte do repouso no topo de um morro de 20 m. Ignorando atrito, qual a velocidade ao chegar na base? Use g = 10 m/s^2.
- A) v = 25 m/s
- B) v = 20 m/s
- C) v = 30 m/s
- D) v = 10 m/s
- E) v = 15 m/s
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Como o atrito é desprezado, vale a conservação da energia mecânica. Não há perda de energia, então a energia potencial no topo se transforma integralmente em energia cinética na base. Passo 2: No topo, a bicicleta parte do repouso, logo sua energia cinética é zero e a energia potencial gravitacional é m*g*h. Na base, a altura é zero e a energia potencial é zero, então toda a energia está na forma cinética, igual a (1/2)*m*v^2. Passo 3: Igualando as duas energias: m*g*h = (1/2)*m*v^2. Cancelando a massa m (que não influencia a velocidade, já que a queda livre de corpos sem atrito não depende da massa), obtemos g*h = (1/2)*v^2, ou seja, v^2 = 2*g*h. Passo 4: Substituindo os valores, v^2 = 2 * 10 * 20 = 400, então v = raiz de 400 = 20 m/s. Passo 5: Portanto a alternativa B está correta, e o gabarito oficial está coerente com a resolução. As outras alternativas estão erradas: A (25 m/s) e E (15 m/s) não correspondem a nenhuma aplicação correta da equação v^2 = 2*g*h; C (30 m/s) superestima a velocidade, pois ignora a relação quadrática com a altura; D (10 m/s) corresponde apenas ao valor de g, sem relação com a altura do morro.
💡 Dica: Aplique a conservação de energia para encontrar a velocidade.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente estimou a velocidade sem usar a relação entre energia potencial e cinética, chutando um valor próximo de 20 m/s com um pequeno ajuste sem justificativa física.
Por que engana: Confundir a relação entre altura e velocidade, aplicando incorretamente a fórmula da energia potencial e cinética.
Conservação da energia: m·g·h = 1/2·m·v^2 ? v = sqrt(2·g·h) = sqrt(2·10·20)=20 m/s.
O aluno acredita que a velocidade final deve ser maior que a altura do morro e aumenta o resultado sem aplicar a conservação de energia, tratando a relação como se fosse linear.
O aluno confunde a velocidade final com o valor da aceleração da gravidade (g = 10 m/s^2), ignorando a altura do morro na fórmula.
O aluno tenta obter a velocidade fazendo uma média aritmética entre valores do enunciado (como g e h), o que não tem base na conservação de energia.
Raio-X da questão
conservação de energia
avaliacao
conservação de energia · cálculo de velocidade
Revisar a conservação de energia em sistemas mecânicos.
Confundir a relação entre altura e velocidade, aplicando incorretamente a fórmula da energia potencial e cinética.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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