Considere uma bola de futebol de salão que cai em linha reta, choca-se (colide) com o piso da quadra e inicia…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, 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
Considere uma bola de futebol de salão que cai em linha reta, choca-se (colide) com o piso da quadra e inicia nova subida com 50% da velocidade que tinha imediatamente antes de tocar o solo. Considerando os instantes imediatamente antes do choque e imediatamente após, é correto afirmar que, entre esses instantes, (UECE 2019)
- A) o módulo da variação do momento linear da bola é menor que o momento linear inicial.
- B) a variação, em módulo, do momento linear da bola é 150% maior que o módulo do momento linear inicial.
- C) o momento linear da bola não muda.
- D) o momento linear da bola é maior na subida.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Tome o sentido para baixo como negativo. Antes do choque, a bola tem velocidade v para baixo, logo o momento linear inicial é p0 = m·v (módulo m·v, sentido para baixo).
- Após o choque, a bola sobe com 50% da velocidade, ou seja, 0,5·v para cima. O momento linear final é p1 = 0,5·m·v, para cima.
- A variação do momento linear é Δp = p1 - p0. Com sentido para cima positivo, Δp = 0,5·m·v - (-m·v) = 1,5·m·v, para cima. Portanto, |Δp| = 1,5·|p0|.
- Analisando as alternativas. A alternativa A está errada, pois |Δp| = 1,5·|p0| é maior que |p0| e não menor. A alternativa C está errada, pois o momento muda de m·v (para baixo) para 0,5·m·v (para cima). A alternativa D está errada, pois o momento na subida é 0,5·m·v, menor que o momento antes do choque.
- A alternativa B é a única compatível com os números: a variação em módulo vale 1,5 vez o momento inicial. Há uma imprecisão na redação: a variação é 150% do momento inicial, ou seja, 50% maior que ele. A expressão 150% maior seria, em rigor, 2,5 vezes. Mesmo assim, B é a resposta pretendida e a única que se aproxima do resultado correto, por isso concordo com o gabarito, ressalvando a falha de redação.
💡 Dica: Analise a variação da velocidade e energia na colisão.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que, por a bola perder velocidade ao quicar, a variação do momento deve ser menor que o momento inicial. Ele não percebe que o sentido do momento inverte e que as parcelas se somam.
CORRETA. A variação do momento linear em módulo é 150% do momento linear inicial, pois a velocidade reduz para 50%, e a variação é a soma do módulo do momento inicial com o módulo do momento final, totalizando 1,5 vezes o momento inicial.
O aluno confunde conservação da energia ou da quantidade de movimento com a ideia de que o momento não muda, já que a bola volta a subir. Ele ignora que a velocidade e o sentido da bola mudam no choque.
O aluno acha que a bola fica mais rápida ao subir, possivelmente por intuição de que um quique deveria ser mais forte. Ele não compara a velocidade após o choque, que é apenas 50% da anterior, com a velocidade de queda.
Raio-X da questão
colisão e conservação de energia
diagnostico
cinemática do movimento retilíneo · leis da conservação de energia
Estude colisões e variação de velocidade em impactos.
Confundir a direção e o sentido da velocidade antes e depois da colisão, ou ignorar a perda de energia.
pensamento_critico
cotidiano
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