Em uma atividade de Física realizada em uma pista horizontal de gelo, dois estudantes sobre patins…
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 realizada em uma pista horizontal de gelo, dois estudantes sobre patins, inicialmente em repouso, trocam uma bola de pequena massa. Durante os lançamentos e as recepções, as forças de atrito entre os patins e o gelo são desprezíveis. O sistema analisado é formado pelos dois estudantes e pela bola. Com base nessa situação, qual é o comportamento do momento linear total do sistema durante as trocas da bola?
- A) Muda de sentido a cada troca, porque os estudantes se movem alternadamente em direções opostas.
- B) Permanece constante, mas diferente de zero, porque os lançamentos produzem um movimento global dos estudantes.
- C) Aumenta gradualmente a cada lançamento, porque a bola transfere velocidade aos estudantes e ao sistema.
- D) Diminui gradualmente a cada recepção, porque parte do movimento da bola é absorvida pelos estudantes.
- E) Permanece constante e igual a zero, pois o momento inicial do sistema é nulo e as forças relevantes durante as trocas são internas ao sistema.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique o sistema e as forças externas. O sistema é formado pelos dois estudantes e pela bola. O gelo é horizontal e o atrito é desprezível, então as únicas forças externas verticais (peso e normal) se anulam e não há força externa horizontal. Logo, o momento linear total do sistema se conserva. Passo 2: Calcule o momento inicial. Como os estudantes e a bola estão inicialmente em repouso, o momento linear total inicial é zero. Passo 3: Aplique a conservação. Ao lançar a bola para um lado, o estudante que a lança recua, e a quantidade de movimento da bola e a do estudante se compensam, de modo que a soma continua zero. Na recepção, o mesmo ocorre: o movimento combinado volta a somar zero. Assim, o momento linear total permanece constante e igual a zero durante todas as trocas. Passo 4: Compare com as alternativas. A alternativa E está correta, pois afirma que o momento é constante e nulo, com o momento inicial nulo e forças internas. A alternativa A está errada, pois o momento total não muda de sentido; ele é sempre zero. A alternativa B está errada, pois o momento total não é diferente de zero; os movimentos individuais se compensam. A alternativa C está errada, pois o momento total não aumenta, já que não há força externa atuando. A alternativa D está errada, pois o momento total não diminui na recepção, apenas se redistribui entre os corpos. Conclusão: o gabarito oficial E está correto.
💡 Dica: Verifique se há força externa horizontal relevante.
Alternativa por alternativa
O aluno confunde a redistribuição do movimento individual com a variação do momento total do sistema, achando que o sentido do momento total se inverte a cada troca.
O aluno considera que, como os estudantes se deslocam após o lançamento, o sistema adquire um movimento global com momento não nulo, esquecendo que os momentos individuais são opostos e se cancelam.
O aluno acredita que a bola 'transfere velocidade' e que isso aumenta o movimento total do sistema, ignorando que as forças trocadas são internas e não alteram o momento total.
O aluno pensa que a absorção da bola pelos estudantes reduz o movimento total, como se houvesse dissipação, não percebendo que a quantidade de movimento apenas se redistribui entre os corpos do sistema.
Por que engana: Confundir perda de energia com perda de momento.
Como o atrito horizontal é desprezível, não há força externa horizontal resultante significativa sobre o sistema formado pelos estudantes e pela bola. Assim, o momento linear total se conserva. Como todos estavam inicialmente em repouso, o momento inicial era zero; portanto, o momento total permanece igual a zero durante as trocas, embora os momentos individuais dos estudantes e da bola possam variar.
Raio-X da questão
Conservação do momento linear.
Identificar sistema
Momento linear. · Ação e reação.
Sistema isolado e forças internas.
Confundir perda de energia com perda de momento.
Autoconfiança para analisar sistemas físicos.
Patinação e trocas d
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