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Proponha um procedimento experimental, usando sensores ou aplicativo digital, para verificar a conservação 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

Proponha um procedimento experimental, usando sensores ou aplicativo digital, para verificar a conservação da quantidade de movimento em colisões unidimensionais entre carrinhos de massas diferentes. Detalhe montagem, medidas, equações e tratamento das incertezas.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Montagem: pista com mínimo atrito (trilhos ou ar), dois carrinhos com marcações de massa, sensor de movimento (interface ou app) posicionado para registrar velocidades antes e depois. Medidas: massas m1, m2; velocidades v1,v2 antes e v1',v2' após. Equações: p = m·v; verificar p_total,i = p_total,f ou calcular ?p = Sm(vf-vi). Procedimento: calibrar sensor, realizar N repetições variando massas e condições, calcular média e desvio padrão de p_total antes e depois; avaliar discrepância relativa (|p_i-p_f|/p_i). Tratar incertezas: propagar erros nas massas e velocidades (sp = v[(v·sm)² + (m·sv)²]), estimar contribuição do atrito e de forças externas (impulso de interação com trilho); minimizar por trilhos lubrificados ou ar e correção por medida de desaceleração. Análise: gráfico p_total,i versus p_total,f e ajuste linear; verificar se coeficiente ˜1 dentro das incertezas. Conclusão: discutir fontes sistemáticas e propor melhorias (redução de atrito, sincronização temporal do sensor, média de mais ensaios).

Explicação

A proposta apresenta um experimento que utiliza uma montagem adequada para minimizar atritos, garantindo a precisão nas medições de velocidade e massa. Além disso, a inclusão de cálculos de incertezas e a análise dos dados por meio de gráficos permitem uma avaliação rigorosa da conservação da quantidade de movimento. A discussão sobre fontes de erro e sugestões de melhorias demonstra uma compreensão aprofundada do tema e a busca por resultados mais confiáveis.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Criar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

conservação da quantidade de movimento

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

conservação da quantidade de movimento · colisões unidimensionais

📚 Reveja

Revisar os princípios da conservação da quantidade de movimento e incertezas em medições.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode descrever um experimento que não considera as diferentes massas dos carrinhos, levando a resultados incorretos sobre a conservação da quantidade de movimento.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

criatividade

🏫 Contexto

cientifico

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