Em uma pista de ciclismo, um atleta percebe que, ao aumentar a velocidade, o esforco para continuar acelerando…
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 pista de ciclismo, um atleta percebe que, ao aumentar a velocidade, o esforco para continuar acelerando cresce muito. — Que explicacao da Dinamica melhor justifica esse aumento de esforco?
- A) Quanto maior a velocidade, maior o peso do ciclista, então é necessário aplicar mais força para produzir a mesma aceleração.
- B) Quanto maior a velocidade, maior a resistência do ar, então é necessário aplicar mais força para produzir a mesma aceleração.
- C) Quanto maior a velocidade, maior a massa do ciclista, então é necessário aplicar mais força para produzir a mesma aceleração.
- D) Quanto maior a velocidade, maior o atrito dos pneus com o solo, então é necessário aplicar mais força para produzir a mesma aceleração.
- E) Quanto maior a velocidade, menor a resistência do ar, então é necessário aplicar mais força para produzir a mesma aceleração.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Pela Segunda Lei de Newton, a força resultante é igual à massa vezes a aceleração (F = m·a). Para manter a aceleração do ciclista, o pedal precisa vencer as forças que se opõem ao movimento, principalmente a resistência do ar. Passo 2: Essa resistência cresce com a velocidade, aproximadamente com o quadrado dela, de modo que, em velocidades maiores, uma parcela cada vez maior da força do atleta é gasta apenas para vencer o ar. Passo 3: Assim, para produzir a mesma aceleração, é preciso aplicar mais força, o que explica o esforço crescente percebido pelo atleta. Passo 4: A alternativa A está errada, pois o peso do ciclista não depende da velocidade. Passo 5: A alternativa C está errada, pois a massa é uma propriedade do corpo e não aumenta com a velocidade na mecânica clássica. Passo 6: A alternativa D está errada, pois o atrito de rolamento dos pneus varia pouco com a velocidade e não é a causa principal do aumento do esforço. Passo 7: A alternativa E está errada, pois inverte a relação: a resistência do ar aumenta, e não diminui, com a velocidade. Passo 8: O gabarito oficial B está correto, pois a resistência do ar é a justificativa dinâmica adequada para o aumento do esforço.
💡 Dica: Identifique a força que cresce com a velocidade.
Alternativa por alternativa
Acredita que o peso do ciclista aumenta com a velocidade, confundindo peso com a força que surge do movimento. O peso é constante e não depende da rapidez do deslocamento.
Resposta correta. O aluno reconhece que o aumento da velocidade intensifica a força de resistência do ar, o que exige maior força resultante para manter a mesma aceleração.
Supõe que a massa do ciclista cresce quando ele anda mais rápido. A massa é uma propriedade fixa do corpo na mecânica clássica, e a inércia não aumenta com a velocidade.
Atribui o aumento do esforço ao atrito dos pneus com o solo, imaginando que ele cresce com a velocidade. O atrito de rolamento varia pouco com a velocidade, e o fator dominante em alta velocidade é o ar.
Entende que a resistência do ar diminui quando a velocidade aumenta, o que inverte a relação real. Com a maior velocidade, o ar oferece mais oposição ao movimento.
Por que engana: Achar que o esforço aumenta por causa do peso ou da massa.
Raio-X da questão
Resistência do ar aumenta com a velocidade.
Aplicar a ideia de f
Leis de Newton. · Força de resistência do ar.
Força resultante e forças resistivas.
Achar que o esforço aumenta por causa do peso ou da massa.
Mobilidade sustentável.
Persistência.
Ciclismo em moviment
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