Um setor de segurança viária realizou um teste com uma bicicleta elétrica em um mesmo trecho de asfalto seco…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um setor de segurança viária realizou um teste com uma bicicleta elétrica em um mesmo trecho de asfalto seco. Foram mantidos o mesmo modelo de bicicleta, a mesma massa total — incluindo condutor e carga — e o mesmo ajuste de freio. Em cada tentativa, a bicicleta passou por um marcador, teve o freio acionado imediatamente e continuou a se deslocar até parar completamente. As médias registradas foram: Velocidade inicial de 10 m/s: distância de parada de 5,0 m. Velocidade inicial de 20 m/s: distância de parada de 20,0 m. Com base nesse teste, um agente de trânsito pretende elaborar uma orientação curta para os usuários de bicicletas elétricas. Analisando os dados apresentados e mantendo as mesmas condições de frenagem, qual frase relaciona corretamente a velocidade inicial à distância de parada?
- A) Dobrar a velocidade faz a distância de parada ficar cerca de 1/4 menor, pois o movimento termina em menor deslocamento.
- B) Dobrar a velocidade faz a distância de parada ficar cerca de 2 vezes maior, pois velocidade e distância crescem na mesma proporção.
- C) Dobrar a velocidade faz a distância de parada ficar cerca de 4 vezes maior, pois a energia cinética cresce com o quadrado da velocidade.
- D) Dobrar a velocidade faz a distância de parada ficar praticamente igual, pois a massa total permanece constante.
- E) Dobrar a velocidade faz a distância de parada ficar cerca de 8 vezes maior, pois cada aumento de velocidade triplica o deslocamento.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Com velocidade inicial de 10 m/s, a distância de parada é 5,0 m; com 20 m/s, é 20,0 m. Mesma bicicleta, mesma massa, mesmo asfalto seco e mesmo ajuste de freio.
- Compare as duas situações. Dobrar a velocidade de 10 para 20 m/s faz a distância de parada passar de 5,0 m para 20,0 m, ou seja, ela fica 4 vezes maior (20,0 / 5,0 = 4).
- Interprete fisicamente. Na frenagem, a força de atrito realiza trabalho que dissipa a energia cinética (Ec = m v^2 / 2). Como a distância de parada é proporcional à energia cinética inicial, e esta cresce com o quadrado da velocidade, dobrar a velocidade multiplica a distância por 2^2 = 4. Isso confirma a alternativa C, que também traz a justificativa correta.
- Analise as demais alternativas. A: a distância aumenta, não diminui. B: o crescimento não é proporcional, pois a distância cresce 4 vezes, não 2. D: a distância muda muito, e a massa constante não impede essa variação. E: o fator correto é 4, não 8, e a justificativa de triplicação não se aplica.
- Conclusão. A alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial. Vale orientar os usuários: pequenas aumentos de velocidade aumentam muito a distância necessária para parar.
💡 Dica: Analise a relação entre velocidade e distância de parada usando a energia cinética.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que, ao aumentar a velocidade, o movimento termina em menor deslocamento, invertendo a relação observada nos dados (5,0 m para 20,0 m).
Por que engana: Confundir a relação entre velocidade e distância de parada, subestimando o efeito quadrático da velocidade na energia cinética.
O aluno supõe que a distância cresce na mesma proporção que a velocidade, como em um movimento de velocidade constante, sem perceber que a distância quadruplica nos dados.
Quando a velocidade inicial passa de 10 m/s para 20 m/s, ela é duplicada. Nesse mesmo caso, a distância de parada passa de 5,0 m para 20,0 m, ou seja, fica quatro vezes maior. Essa relação é compatível com a energia cinética, dada por Ec = mv²/2: mantendo a massa constante, duplicar a velocidade quadruplica a energia que os freios precisam dissipar. O enunciado informa que o freio foi acionado imediatamente, portanto não é necessário considerar tempo de reação.
O aluno pensa que, se a massa não muda, a distância de parada também não muda, esquecendo que a energia cinética e o trabalho do atrito dependem da velocidade.
O aluno calcula a relação como se a distância triplicasse a cada aumento de velocidade e erra o fator final, chegando a 8 vezes; os dados mostram fator 4.
Raio-X da questão
energia cinética e frenagem
avaliacao
energia cinética · movimento retilíneo uniforme
estude a relação entre velocidade e energia cinética
Confundir a relação entre velocidade e distância de parada, subestimando o efeito quadrático da velocidade na energia cinética.
pensamento_critico
cotidiano
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