Em uma atividade de Física e Biologia, uma turma analisou o movimento de um ponto localizado na linha do…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, 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
Em uma atividade de Física e Biologia, uma turma analisou o movimento de um ponto localizado na linha do Equador, acompanhando a rotação da Terra. Considerando um sistema de coordenadas fixo em relação ao espaço e chamando de T o período de uma rotação completa, os dados para a velocidade vetorial do ponto foram registrados assim: no instante 0, v? = (0, +v); em T/4, v? = (-v, 0); em T/2, v? = (0, -v); em 3T/4, v? = (+v, 0); e em T, v? = (0, +v), em que v é um valor positivo constante. Esses registros representam os pontos principais de um gráfico da velocidade ao longo de uma rotação. Com base nos dados apresentados, qual conclusão descreve corretamente a variação da velocidade vetorial desse ponto durante a rotação da Terra?
- A) O módulo da velocidade aumenta gradualmente durante a rotação completa.
- B) A direção da velocidade varia periodicamente, mantendo-se constante seu módulo.
- C) A direção da velocidade permanece constante, mantendo-se constante seu módulo.
- D) A velocidade vetorial torna-se nula em determinados instantes da rotação.
- E) O módulo da velocidade diminui gradualmente durante a rotação completa.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Os dados informam os vetores velocidade nos instantes 0, T/4, T/2, 3T/4 e T. Em cada um, o módulo é v, pois as componentes são (0, +v), (-v, 0), (0, -v), (+v, 0) e (0, +v). Logo, o módulo se mantém constante em todos os registros. Passo 2: Os vetores apontam sucessivamente para +y, -x, -y, +x e de volta para +y. Ou seja, a direção gira em torno do centro, completando um ciclo a cada período T. Passo 3: Como a direção muda de forma periódica e o módulo permanece v, a conclusão correta é que a direção da velocidade varia periodicamente com módulo constante, que é a alternativa B. Passo 4: Sobre as demais: a alternativa A está errada porque o módulo não aumenta, ele é sempre v. A alternativa C está errada porque a direção não permanece constante, ela muda a cada quarto de período. A alternativa D está errada porque em nenhum instante o vetor se anula, todos têm módulo v. A alternativa E está errada porque o módulo não diminui, permanece igual a v. Passo 5: Observação: o gabarito oficial coincide com a resolução obtida, sem divergência. Esse movimento é circular uniforme, pois a rotação da Terra vista de um referencial fixo no espaço faz o ponto descrever uma circunferência com velocidade de módulo constante e direção sempre tangente à trajetória, variando continuamente.
💡 Dica: Analise o gráfico e identifique as variações de velocidade.
Alternativa por alternativa
O aluno acha que, por a velocidade estar mudando, o módulo também cresce ao longo da rotação, confundindo variação de direção com variação de intensidade.
Por que engana: Confundir velocidade constante com velocidade nula ou interpretar variações periódicas como aumento ou diminuição gradativa.
A velocidade vetorial é caracterizada por módulo, direção e sentido. Nos instantes apresentados, o módulo permanece igual a v, mas a direção e o sentido mudam continuamente durante a rotação, repetindo-se após o período T. Portanto, a velocidade vetorial varia periodicamente, embora a rapidez, que corresponde ao módulo da velocidade, seja constante.
O aluno lê apenas as componentes de forma superficial e acredita que a direção é fixa, sem notar que o vetor passa de vertical para horizontal e vice-versa.
O aluno confunde velocidade nula com mudança de sentido ou direção, imaginando que o vetor se anula em algum ponto da trajetória.
O aluno supõe, pelo senso comum, que um movimento girando perde intensidade ao longo do tempo, como um objeto que desacelera ao girar.
Raio-X da questão
variação de velocidade
avaliacao
movimento circular uniforme · velocidade e aceleração
Revisar conceitos de movimento circular e velocidade.
Confundir velocidade constante com velocidade nula ou interpretar variações periódicas como aumento ou diminuição gradativa.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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