Em uma competição de salto em distância, um atleta de 70 kg tem, imediatamente antes do salto, uma velocidade…
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
Em uma competição de salto em distância, um atleta de 70 kg tem, imediatamente antes do salto, uma velocidade na direção horizontal de módulo 10 m/s. Ao saltar, o atleta usa seus músculos para empurrar o chão na direção vertical, produzindo uma energia de 500 J, sendo 70% desse valor na forma de energia cinética. Imediatamente após se separar do chão, o módulo da velocidade do atleta é mais próximo de [FUVEST 2014 - Questão 12] FUVEST - 2014
- A) 10,0 m/s
- B) 10,5 m/s
- C) 12,2 m/s
- D) 13,2 m/s
- E) 13,8 m/s
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a energia cinética horizontal inicial: Ec = m·v²/2 = 70·10²/2 = 3500 J. Passo 2: Como 70% dos 500 J vão para energia cinética, a parcela vertical é 0,7·500 = 350 J. Passo 3: Essa energia é a energia cinética vertical adicional: 350 = 70·vy²/2, logo vy² = 10 e vy ≈ 3,16 m/s. Passo 4: As componentes são perpendiculares, então v² = vx² + vy² = 100 + 10 = 110 e v ≈ 10,49 m/s, que é mais próximo de 10,5 m/s. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A (10,0 m/s) ignora a componente vertical; C (12,2 m/s) resulta de cálculo incorreto da componente vertical; D (13,2 m/s) soma as velocidades como escalares, o que é incorreto; E (13,8 m/s) usa os 500 J inteiros e também soma as velocidades linearmente. Conclusão: o gabarito B está correto e coincide com a resolução feita aqui.
💡 Dica: Calcule a energia cinética vertical adicionada e combine com a energia cinética horizontal para encontrar a velocidade resultante.
Alternativa por alternativa
O aluno considera apenas a velocidade horizontal inicial e não percebe que a energia vertical transferida pelo salto também aumenta o módulo da velocidade.
Incorreta. Subestima o aumento de energia cinética.
O aluno calcula de forma incorreta a componente vertical da velocidade a partir dos 350 J, tratando a energia de forma errada na fórmula da energia cinética.
Por que engana: O aluno pode confundir a energia total com a energia cinética, não considerando corretamente a contribuição da energia gerada pelo atleta.
O aluno obtém a componente vertical corretamente, mas soma as velocidades horizontal e vertical como se fossem escalares (10 + 3,2), em vez de combiná-las como vetores perpendiculares pelo Teorema de Pitágoras.
O aluno usa os 500 J totais, e não os 70% que viram energia cinética, para calcular a velocidade vertical, e depois soma as velocidades linearmente.
Raio-X da questão
energia cinética, velocidade, conservação de energia
avaliacao
energia cinética · conservação de energia
Revisar cálculo de energia cinética e composição de velocidades vetoriais.
O aluno pode confundir a energia total com a energia cinética, não considerando corretamente a contribuição da energia gerada pelo atleta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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