Um ciclista de massa m = 80 kg sofre impacto a v = 5 m/s. Usando E = 1/2 m v², de que forma um capacete reduz…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os riscos envolvidos em atividades cotidianas, aplicando conhecimentos das Ciências da Natureza, para justificar o uso de equipamentos e recursos, bem como comportamentos de segurança, visando à integridade física, individual e coletiva, e socioambiental, podendo fazer uso de dispositivos e aplicativos digitais que viabilizem a estruturação de simulações de tais riscos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um ciclista de massa m = 80 kg sofre impacto a v = 5 m/s. Usando E = 1/2 m v², de que forma um capacete reduz a severidade das lesões?
- A) O capacete aumenta a velocidade do impacto, causando mais lesões.
- B) O capacete aumenta a distância/tempo de desaceleração e absorve parte da energia (E = 1/2·80·5² = 1 000 J), reduzindo a força média no crânio.
- C) Capacetes são inúteis em acidentes, já que não absorvem energia.
- D) Um capacete não influencia no tempo de desaceleração do ciclista.
- E) O capacete deve ser leve, não importa a resistência ao impacto.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a energia cinética do ciclista no impacto: E = 1/2 · m · v^2 = 1/2 · 80 · 5^2 = 1/2 · 80 · 25 = 1000 J. Essa energia precisa ser dissipada durante a colisão. Passo 2: Pelo teorema do impulso, F · Δt é igual à variação da quantidade de movimento. Para a mesma variação de movimento, quanto maior o tempo de desaceleração (Δt), menor a força média sobre a cabeça. Passo 3: O capacete é feito de material deformável, como espuma de poliestireno, que se comprime durante o impacto. Isso aumenta o tempo e a distância até a parada e absorve parte dos 1000 J, reduzindo a força média no crânio. Passo 4: Análise das alternativas erradas. A está errada porque o capacete não aumenta a velocidade do ciclista. C está errada porque o capacete absorve energia por deformação. D está errada porque o capacete altera justamente o tempo de desaceleração. E está errada porque a resistência ao impacto é a propriedade essencial, e não a leveza. Passo 5: Conclusão: a alternativa B é a correta e coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Considere a energia cinética e como o capacete pode absorver impacto.
Alternativa por alternativa
Acredita que o capacete, por ser um objeto extra sobre a cabeça, aumenta a energia ou a gravidade do choque, confundindo proteção com agravamento. Não considera que o capacete só altera como a energia é dissipada.
Por que engana: Confundir a função do capacete, acreditando que ele aumenta a velocidade do impacto em vez de reduzir a força média sobre o crânio.
Energia cinética E = 0,5·80 kg·(5 m/s)² = 1 000 J. Aumentar ?t ou ?x reduz força média F ˜ ?p/?t e distribui energia, diminuindo pico de pressão no crânio.
Pensa que, como o capacete não impede a queda nem reduz a velocidade do ciclista, ele não atua sobre a energia. Ignora que a deformação do material dissipa energia durante o impacto.
Acha que o capacete só protege por contato direto e não modifica a dinâmica da desaceleração. Não relaciona a deformação do capacete ao aumento do tempo de parada.
Acredita que conforto e leveza são os fatores mais importantes do capacete, por intuição do dia a dia. Subestima a resistência ao impacto, que é o que realmente reduz a força sobre a cabeça.
Raio-X da questão
energia cinética e segurança
diagnostico
energia cinética · força média
Revisar a relação entre energia cinética e proteção em impactos.
Confundir a função do capacete, acreditando que ele aumenta a velocidade do impacto em vez de reduzir a força média sobre o crânio.
saude
pensamento_critico
cientifico
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