Um artigo afirma que, ao soltar simultaneamente duas bolas de massas diferentes em queda livre, a mais pesada…
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 artigo afirma que, ao soltar simultaneamente duas bolas de massas diferentes em queda livre, a mais pesada chega antes ao chão porque sua massa é maior. Considerando g = 10 m/s² e desprezando resistência do ar, avalie a afirmação.
- A) Bolas de massas diferentes nunca chegam juntas ao chão.
- B) A aceleração da gravidade é maior para objetos mais pesados.
- C) Incorreta — em queda livre a aceleração é g=10 m/s² e independe da massa; chegam ao mesmo tempo.
- D) A massa da bola determina sua aceleração em queda livre.
- E) A resistência do ar influencia a queda de uma bola leve.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o fenômeno. Duas bolas de massas diferentes são soltas juntas em queda livre, sem resistência do ar, sob g = 10 m/s². O artigo afirma que a mais pesada chega antes porque sua massa é maior.
- Aplique a lei da queda livre. Na queda livre, a única força atuante é o peso, P = m·g. Pela segunda lei de Newton, a aceleração é a = F/m = (m·g)/m = g. A massa se cancela, logo a aceleração é g = 10 m/s² para qualquer massa.
- Determine o tempo de queda. Como a aceleração é igual para as duas bolas, partindo do repouso da mesma altura, a equação h = (g·t^2)/2 dá o mesmo tempo de queda para ambas. Elas chegam ao chão ao mesmo tempo.
- Avalie a afirmação do artigo. Ela está errada, porque a massa maior aumenta a força peso, mas também aumenta a inércia na mesma proporção, e os efeitos se anulam. A alternativa C está correta e corresponde ao gabarito oficial.
- Analise as demais alternativas. A está errada, pois bolas de massas diferentes chegam juntas no vácuo. B está errada, pois a gravidade é a mesma para todos os objetos próximos à superfície. D está errada, pois a massa não determina a aceleração na queda livre. E está errada, pois, sem resistência do ar, o enunciado já a desconsidera, e a resistência do ar é justamente o fator que poderia diferenciar as quedas em situações reais.
💡 Dica: Considere a lei da gravidade e a independência da massa na queda livre.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a diferença de massa impede que os corpos cheguem juntos, confundindo a força peso maior com um tempo de queda maior.
O aluno supõe que a gravidade depende da massa do objeto, como se o corpo mais pesado 'atraísse' mais a Terra, o que contraria o conceito de campo gravitacional uniforme próximo à superfície.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre massa e aceleração, acreditando que objetos mais pesados caem mais rápido devido à sua massa.
Pela segunda lei F = m·a e peso F = m·g: m·a = m·g ? a = g = 10 m/s². A massa cancela; diferenças só ocorrem se houver resistência do ar.
O aluno aplica a intuição do dia a dia de que objetos pesados caem mais rápido e não percebe que, na equação F = m·a com F = m·g, a massa se cancela.
O aluno confunde a condição do problema, que desconsidera o ar, e acredita que a resistência do ar afeta igualmente qualquer bola leve, sem perceber que o enunciado a exclui.
Raio-X da questão
queda livre
diagnostico
conceito de queda livre · aceleração da gravidade
Revisar os princípios da queda livre e a influência da massa no movimento.
O aluno pode confundir a relação entre massa e aceleração, acreditando que objetos mais pesados caem mais rápido devido à sua massa.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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