Durante uma prova local de carrinhos de rolimã, estudantes observam que, ao descer uma rua levemente…
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
Durante uma prova local de carrinhos de rolimã, estudantes observam que, ao descer uma rua levemente inclinada, seus carrinhos perdem velocidade até parar, mesmo sem ninguém frear ou mudar a inclinação. Um grupo decide analisar o que acontece com a energia desses carrinhos durante o percurso. Considerando a situação descrita, qual fenômeno explica o fato de os carrinhos de rolimã perderem velocidade e pararem antes de atingir o fim da rua?
- A) A transformação da energia mecânica em calor devido à ação do atrito entre as rodas e o solo.
- B) A resistência do ar é a principal responsável por fazer o carrinho parar antes do fim da descida.
- C) A energia mecânica é totalmente conservada e, por isso, o carrinho deveria seguir em movimento até o final da rua.
- D) A ação da gravidade sobre o carrinho faz com que ele pare sozinho, sem necessidade de outra explicação.
- E) O movimento de rotação das rodas faz com que o carrinho perca energia, levando à parada antes do final.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Na descida, a energia potencial gravitacional do carrinho se transforma em energia cinética, por isso ele tende a ganhar velocidade, e não a perder. Passo 2: Como ninguém freia e a inclinação não muda, a perda de velocidade só pode ser causada por uma força dissipativa que atua durante o movimento. Passo 3: Essa força é o atrito entre as rodas e o solo (e também o atrito nos eixos), que converte energia mecânica em energia térmica (calor) e sonora. Passo 4: A alternativa A está correta, pois descreve exatamente esse fenômeno de dissipação de energia mecânica pelo atrito, que faz o carrinho desacelerar e parar antes do fim da rua. Passo 5: A alternativa B está errada, pois a resistência do ar é pequena para carrinhos em baixa velocidade e, portanto, não é a principal responsável pela parada. Passo 6: A alternativa C está errada, pois a energia mecânica só se conserva em situações ideais; com atrito, parte dela é dissipada. Passo 7: A alternativa D está errada, pois a gravidade é justamente a força que acelera o carrinho na descida, e não a causa da parada. Passo 8: A alternativa E está errada, pois a rotação das rodas não dissipa energia por si só; a perda ocorre pelo atrito que atua nas rodas e nos eixos durante essa rotação. Passo 9: Concluímos que o gabarito oficial (A) está correto e coincide com a resolução feita de forma independente.
💡 Dica: Identifique qual força dissipativa retira energia mecânica do carrinho.
Alternativa por alternativa
O atrito entre as rodas do carrinho e o solo é uma força dissipativa que transforma parte da energia mecânica (cinética e potencial) do carrinho em calor, reduzindo sua velocidade até que ele pare.
Supõe que a resistência do ar é o principal motivo da parada, como se o carrinho estivesse sendo freado pelo vento. Na prática, em baixa velocidade, o atrito das rodas com o solo é muito mais relevante.
Acredita que a energia mecânica sempre se conserva, ignorando que o atrito dissipa parte dela em calor. Confunde a situação ideal, sem perdas, com a situação real do percurso.
Por que engana: Afirmar que a gravidade ou a rotação das rodas faz o carrinho parar sem considerar a dissipação por atrito.
Entende que a gravidade é a causa da parada, quando na verdade ela é a força que acelera o carrinho na descida. Não percebe que a força peso atua no sentido do movimento.
Atribui a perda de energia ao próprio movimento de rotação das rodas, sem identificar que a energia é dissipada pelo atrito atuando nas rodas e nos eixos.
Raio-X da questão
Dissipação da energia mecânica pelo atrito.
Reconhecer a transfo
Energia cinética e energia potencial gravitacional. · Atrito como força dissipativa.
Conservação e transformação da energia mecânica.
Afirmar que a gravidade ou a rotação das rodas faz o carrinho parar sem considerar a dissipação por atrito.
Situação cotidiana d
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