Dois corpos A e B de massas m_A = 1,0 kg e m_B = 1,0·10³ kg, respectivamente, são abandonados de uma mesma…
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
Dois corpos A e B de massas m_A = 1,0 kg e m_B = 1,0·10³ kg, respectivamente, são abandonados de uma mesma altura h, no interior de um tubo vertical onde existe o vácuo. Para percorrer a altura h, o tempo de queda do corpo A é igual que o do corpo B. (Mackenzie 2015)
- A) o tempo de queda do corpo A é igual que o do corpo B.
- B) o tempo de queda do corpo A é maior que o do corpo B.
- C) o tempo de queda do corpo A é menor que o do corpo B.
- D) o tempo de queda depende do volume dos corpos A e B.
- E) o tempo de queda depende da forma geométrica dos corpos A e B.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- No vácuo não há resistência do ar, então a única força que atua sobre cada corpo durante a queda é o peso, P = m·g. Passo 2: Aplicando a Segunda Lei de Newton, m·g = m·a, logo a = g. A aceleração é a mesma para os dois corpos, independentemente da massa. Passo 3: Como ambos partem do repouso de uma mesma altura h, a equação da queda livre h = (1/2)·g·t^2 dá t = raiz de (2h/g). O tempo de queda não depende da massa, que é 1,0 kg para A e 1,0·10^3 kg para B, e os dois levam o mesmo tempo. Passo 4: Portanto a alternativa A está correta e o gabarito oficial está coerente com a resolução. Passo 5: A alternativa B está errada, pois o corpo mais pesado não cai mais devagar no vácuo. A alternativa C está errada, pois o corpo mais pesado também não cai mais rápido. A alternativa D está errada, pois o volume não aparece na equação da queda livre no vácuo. A alternativa E está errada, pois a forma geométrica também não influencia o movimento no vácuo, já que não há atrito com o ar.
💡 Dica: Compare os tempos de queda considerando a ausência de resistência do ar.
Alternativa por alternativa
CORRETA. No vácuo, a aceleração da gravidade é a mesma para todos os corpos, independentemente da massa, então ambos levam o mesmo tempo para cair.
O aluno acredita que o corpo mais massivo (B) cai mais devagar, ou seja, que a massa aumenta a inércia e o tempo de queda. Ele mistura a inércia com a aceleração, que no vácuo é independente da massa.
O aluno pensa que o corpo de maior massa (B) cai mais rápido e, por isso, chega ao chão antes. Isso vem da intuição de que objetos mais pesados caem mais depressa, que só é válida quando há resistência do ar.
O aluno supõe que o volume dos corpos interfere na queda, talvez por associar volume ao efeito do ar sobre o movimento. Ele não percebe que, no vácuo, a resistência do ar é nula e o volume não entra na equação do movimento.
O aluno acredita que a forma geométrica altera o tempo de queda, por lembrar que objetos achatados como folhas de papel caem devagar. Ele atribui ao formato um efeito que, no vácuo, vem apenas da resistência do ar, que não existe neste caso.
Raio-X da questão
queda livre e gravidade
diagnostico
queda livre · aceleração da gravidade
Estude a queda livre e a independência da massa na aceleração da gravidade.
Confundir que corpos com massas diferentes caem em tempos diferentes mesmo no vácuo.
pensamento_critico
cientifico
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