Uma caixa pesada é empurrada sobre um piso liso por um curto intervalo de tempo e adquire pequena 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
Uma caixa pesada é empurrada sobre um piso liso por um curto intervalo de tempo e adquire pequena velocidade. Em outra tentativa, o mesmo empurrão atua por mais tempo. — O que muda na segunda tentativa, mantendo a mesma força aplicada?
- A) A velocidade final dobra, porque o tempo de atuação dobrou e, nesse caso, a velocidade sempre cresce na mesma proporção.
- B) A massa da caixa aumenta, então seu momento inicial fica maior e a velocidade final cresce mesmo sem mudar a força.
- C) O trabalho realizado aumenta, então a energia cinética cresce obrigatoriamente pelo mesmo valor do impulso.
- D) O impulso aumenta, então a variação de momento da caixa é maior e sua velocidade final pode ser maior.
- E) A força se torna maior, então a caixa recebe uma aceleração maior e a velocidade final fica necessariamente maior.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- A força é mantida constante e o empurrão atua por mais tempo. O impulso da força é I = F · Δt, que é a grandeza que cresce quando o tempo de atuação aumenta. Passo 2: Pelo teorema do impulso, o impulso é igual à variação do momento linear: F · Δt = m · Δv (considerando que a caixa parte do repouso ou que a variação é medida a partir do mesmo estado inicial). Como F é a mesma e Δt aumentou, o impulso aumenta, logo a variação do momento da caixa é maior. Passo 3: Com a massa constante, maior variação de momento significa maior variação de velocidade, então a velocidade final pode ser maior. Passo 4: Por que as outras alternativas estão erradas: A) o enunciado diz apenas que o tempo aumenta, não que dobra, e a velocidade não cresce sempre na mesma proporção em qualquer situação. B) a massa da caixa não muda de uma tentativa para outra, pois é a mesma caixa. C) o trabalho e a energia cinética dependem do deslocamento e do quadrado da velocidade, e não são iguais ao impulso; impulso e energia são grandezas diferentes. E) a força é mantida igual no enunciado, então ela não se torna maior. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Relacione força, tempo e impulso.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que a velocidade cresce sempre na mesma proporção do tempo e que o tempo dobrou, quando o enunciado só diz que o tempo aumentou.
O aluno acredita que a massa da caixa aumenta no segundo empurrão, quando a caixa é a mesma e sua massa não muda.
O aluno confunde impulso com trabalho e energia cinética, supondo que a energia cinética cresce obrigatoriamente pelo mesmo valor do impulso.
Alternativa fiel ao princípio do impulso: mesma força por maior tempo gera maior impulso e, portanto, maior variação da quantidade de movimento.
O aluno lê a frase como se a força fosse maior na segunda tentativa, quando o enunciado diz que a força aplicada é a mesma.
Por que engana: Achar que aumentar o tempo muda a força, em vez do impulso.
Raio-X da questão
Impulso e variação do momento.
Aplicar impulso e mo
Força resultante e aceleração. · Quantidade de movimento.
Quantidade de movimento.
Achar que aumentar o tempo muda a força, em vez do impulso.
Persistência.
Mecânica, colisões e
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