Em uma atividade de Física, estudantes compararam a trajetória de uma bola de futebol chutada com o mesmo…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de Física, estudantes compararam a trajetória de uma bola de futebol chutada com o mesmo módulo de velocidade inicial e sob o mesmo ângulo em Santos (SP), ao nível do mar, e em La Paz, na Bolívia, cidade situada a cerca de 3 600 m de altitude. Em ambos os testes, a bola foi lançada na mesma direção, e os efeitos do vento foram desprezados. A pressão atmosférica e a densidade do ar são menores em La Paz. Como a resistência do ar depende da interação entre o ar e a bola, os estudantes analisaram o alcance horizontal obtido nos dois lançamentos. Considerando o movimento da bola e as informações do texto, é correto afirmar que, em La Paz, em comparação com Santos, o alcance horizontal da bola tende a ser
- A) maior, pois a menor densidade do ar reduz a resistência do ar durante o movimento, diminuindo a perda de velocidade horizontal da bola.
- B) menor, pois a menor densidade do ar aumenta a resistência aerodinâmica e provoca perda mais rápida da velocidade horizontal da bola.
- C) menor, pois a menor pressão atmosférica reduz a força resultante sobre a bola e faz que ela percorra uma distância horizontal mais curta.
- D) maior, pois a menor pressão atmosférica diminui a aceleração da gravidade e prolonga o tempo de voo da bola.
- E) igual, pois a velocidade inicial e o ângulo do chute são os mesmos, independentemente das condições atmosféricas do local.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Resolvi a questão sem olhar o gabarito. Um projétil lançado perto da superfície terrestre, sem resistência do ar, teria alcance horizontal que depende da velocidade inicial, do ângulo e de g. Na prática, a resistência do ar (arrasto) age contra o movimento e reduz a velocidade horizontal ao longo do voo, o que diminui o alcance. Passo 2: O arrasto aerodinâmico depende diretamente da densidade do ar. Como em La Paz a densidade do ar é menor, a força de resistência sobre a bola é menor para a mesma velocidade. Passo 3: Com menos arrasto, a bola perde menos velocidade horizontal durante o voo, então percorre uma distância horizontal maior. Logo, o alcance em La Paz tende a ser maior que em Santos. Passo 4: Compare com o gabarito: a alternativa A é exatamente essa conclusão, portanto o gabarito está correto. Passo 5: Por que as outras estão erradas: B inverte o efeito da densidade sobre o arrasto; C atribui à pressão um efeito direto sobre a força resultante que o enunciado não sustenta; D supõe que a gravidade diminui de forma relevante a 3600 m, o que não é o fator principal; E ignora que as condições do ar alteram o movimento real da bola.
💡 Dica: Analise a relação entre pressão atmosférica, oxigênio e desempenho físico.
Alternativa por alternativa
Em La Paz, a pressão atmosférica e a densidade do ar são menores. Mantidos o módulo da velocidade inicial, o ângulo e a direção do chute, a força de resistência do ar tende a ser menor. Assim, a bola perde menos velocidade durante o voo e tende a atingir maior alcance horizontal. A aceleração da gravidade não é determinada pela pressão atmosférica e, nessa comparação, não é o fator responsável pelo efeito descrito.
O aluno acredita que o ar mais rarefeito aumenta a resistência aerodinâmica. Ele inverte a relação entre densidade do ar e força de arrasto, que cresce com a densidade.
Por que engana: Confundir pressão atmosférica com concentração de oxigênio ou interpretar incorretamente o efeito da altitude no desempenho físico.
O aluno pensa que a pressão atmosférica, por si só, determina a força resultante sobre a bola e que menor pressão encurtaria o alcance. Ele não identifica que o fator relevante para o movimento é a resistência do ar, cuja redução aumenta o alcance.
O aluno supõe que a menor pressão em altitude reduz a aceleração da gravidade de modo a prolongar o voo. Na prática, a variação de g entre o nível do mar e 3600 m é desprezível, e o efeito principal é a redução do arrasto.
O aluno acredita que, como a velocidade inicial e o ângulo são iguais, o alcance seria o mesmo em qualquer lugar. Ele ignora que a resistência do ar, que depende da densidade do meio, altera a trajetória real.
Raio-X da questão
pressão atmosférica e desempenho físico
avaliacao
pressão atmosférica e altitude · fisiologia da respiração
Estude pressão atmosférica, oxigenação e fisiologia da respiração.
Confundir pressão atmosférica com concentração de oxigênio ou interpretar incorretamente o efeito da altitude no desempenho físico.
saude
pensamento_critico
cotidiano
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