Em um laboratório de ensaio de materiais, uma esfera colide frontalmente com uma barreira. Os técnicos…
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 um laboratório de ensaio de materiais, uma esfera colide frontalmente com uma barreira. Os técnicos registram a massa da esfera e suas velocidades imediatamente antes e depois do choque. Considere que o impulso resultante sobre a esfera é igual à variação de sua quantidade de movimento. | Ensaio | Massa da esfera (kg) | Velocidade antes (m/s) | Velocidade depois (m/s) | |---|---:|---:|---:| | A | 0,20 | 10 | -5 | | B | 0,15 | 12 | 0 | Com base nos dados da tabela, qual conclusão compara corretamente os módulos dos impulsos recebidos pelas esferas nos dois ensaios?
- A) O módulo do impulso no ensaio A é 1,0 N·s, menor que o do ensaio B, que é 2,4 N·s.
- B) O módulo do impulso no ensaio A é 2,5 N·s, maior que o do ensaio B, que é 1,2 N·s.
- C) O módulo do impulso no ensaio A é 2,0 N·s, maior que o do ensaio B, que é 1,5 N·s.
- D) O módulo do impulso no ensaio A é 3,0 N·s, maior que o do ensaio B, que é 1,8 N·s.
- E) O módulo do impulso no ensaio A é 1,5 N·s, maior que o do ensaio B, que é 0,9 N·s.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- O impulso resultante corresponde à variação da quantidade de movimento: I = m(v_depois - v_antes). Como a questão pede módulos, tomamos o valor absoluto do resultado.
- No ensaio A, I = 0,20 × (-5 - 10) = -3,0 N·s; portanto, |I| = 3,0 N·s.
- No ensaio B, I = 0,15 × (0 - 12) = -1,8 N·s; portanto, |I| = 1,8 N·s.
- O impulso no ensaio A é maior que no ensaio B. A alternativa D apresenta corretamente os dois valores e a comparação. A alternativa A indica valores menores que os calculados; B e C também apresentam valores incorretos; E apresenta valores incorretos, embora afirme corretamente que A é maior que B.
💡 Dica: Calcule o módulo de m(v depois - v antes) em cada ensaio.
Alternativa por alternativa
O aluno pode ter calculado os impulsos com uma variação de velocidade incorreta, obtendo 1,0 N·s e 2,4 N·s. Esses valores não correspondem a m|v_depois - v_antes| nos ensaios apresentados.
O valor de 2,5 N·s para A sugere erro ao calcular a mudança de velocidade na colisão, enquanto 1,2 N·s também não resulta da massa e da variação de velocidade de B. A comparação numérica não é sustentada pelos dados.
O aluno reconhece que o impulso de A deve ser maior, mas calcula incorretamente os dois módulos. Em especial, não obtém 3,0 N·s para A nem 1,8 N·s para B.
O impulso corresponde à variação da quantidade de movimento. No ensaio A, a variação é 0,20 × (-5 - 10) = -3,0 kg·m/s; no B, é 0,15 × (0 - 12) = -1,8 kg·m/s. Comparando os módulos, o ensaio A apresenta o maior impulso.
A comparação de que A tem impulso maior está correta, mas os valores 1,5 N·s e 0,9 N·s são incompatíveis com as variações de quantidade de movimento calculadas a partir da tabela.
Por que engana: Ignorar o sinal negativo da velocidade final no ensaio A e calcular apenas a diferença entre os módulos das velocidades.
Raio-X da questão
Impulso e variação da quantidade de movimento
fixacao
Quantidade de movimento: p = mv · Operações com números negativos e cálculo de módulo
Sinal da velocidade e módulo da variação do momento
Ignorar o sinal negativo da velocidade final no ensaio A e calcular apenas a diferença entre os módulos das velocidades.
cientifico
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