Uma criança de massa 30,0 kg encontra-se em repouso no topo (A) de um escorregador de altura 1,80 m, em…
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
Uma criança de massa 30,0 kg encontra-se em repouso no topo (A) de um escorregador de altura 1,80 m, em relação ao seu ponto mais baixo (B). Adotando-se o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s² e desprezando-se todos os atritos, a velocidade da criança no ponto mais baixo é a velocidade da criança no ponto mais baixo é (Mackenzie 2016)
- A) 5,00 m/s
- B) 5,50 m/s
- C) 6,00 m/s
- D) 6,50 m/s
- E) 7,00 m/s
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o princípio. Como todos os atritos são desprezados, a energia mecânica da criança se conserva entre o topo A e o ponto mais baixo B. Em A, a criança está em repouso, então toda a energia é potencial gravitacional. Em B, a altura é zero, então toda a energia é cinética. Passo 2: Escreva a igualdade. Energia potencial em A = energia cinética em B, ou seja, m x g x h = (m x v^2) / 2. Passo 3: Cancele a massa. Como m aparece dos dois lados, ela se cancela: g x h = v^2 / 2, ou seja, v^2 = 2 x g x h. Passo 4: Substitua os valores. v^2 = 2 x 10,0 x 1,80 = 36, logo v = raiz de 36 = 6,00 m/s. Passo 5: Conclua. A alternativa correta é a C. Por que as outras estão erradas: A (5,00 m/s) corresponde a um valor de v^2 menor que o correto, indicando erro na montagem ou no cálculo da raiz; B (5,50 m/s) não corresponde a nenhum resultado da fórmula com os dados; D (6,50 m/s) superestima a energia cinética final; E (7,00 m/s) supõe uma energia maior do que a potencial inicial, o que viola a conservação de energia.
💡 Dica: Use conservação de energia para calcular a velocidade no ponto mais baixo.
Alternativa por alternativa
O aluno aplica corretamente a conservação de energia, mas erra a conta de 2 x g x h ou a extração da raiz quadrada, obtendo um valor de velocidade menor que 6 m/s.
O aluno chega a um valor intermediário sem respeitar a relação exata entre energia potencial e cinética, possivelmente por aproximação indevida ou erro na multiplicação.
CORRETA. Aplicando a conservação de energia: mgh = (1/2)mv², temos v = sqrt(2gh) = sqrt(2×10×1,8) = sqrt(36) = 6,0 m/s.
O aluno erra o fator 2 da energia cinética ou troca a relação, obtendo uma velocidade maior que a correta.
O aluno acredita que a massa da criança influencia a velocidade final e tenta usá-la no cálculo, como se objetos mais pesados descessem mais rápido, sem perceber que ela se cancela.
Raio-X da questão
conservação de energia mecânica
diagnostico
energia potencial gravitacional · energia cinética
Estude energia potencial e cinética e suas transformações.
Confundir energia potencial com energia cinética ou esquecer de desprezar atritos.
pensamento_critico
cotidiano
🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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