Em um teste realizado em uma pista retilínea, um carro de massa 1 000 kg parte do repouso. Durante os…
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 teste realizado em uma pista retilínea, um carro de massa 1 000 kg parte do repouso. Durante os primeiros 5,0 s, a força resultante horizontal sobre o veículo permanece constante e igual a 2 000 N. Os efeitos da resistência do ar e do atrito são desprezíveis nesse intervalo. Com base nas informações do teste, qual é a velocidade do carro ao final dos 5,0 s?
- A) 25 m/s
- B) 5 m/s
- C) 10 m/s
- D) 20 m/s
- E) 2 m/s
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 1 000 kg, força resultante F = 2 000 N (constante), intervalo t = 5,0 s e velocidade inicial v0 = 0, pois o carro parte do repouso. Não há resistência do ar nem atrito considerados.
- Calcule a aceleração pela Segunda Lei de Newton: a = F / m = 2 000 / 1 000 = 2 m/s^2.
- Como a aceleração é constante, use v = v0 + a·t. Como v0 = 0, temos v = 2 × 5,0 = 10 m/s.
- Portanto a alternativa C (10 m/s) está correta, em concordância com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (25 m/s) corresponde à distância percorrida em 5 s (a·t^2/2), não à velocidade; B (5 m/s) é a velocidade média do intervalo, não a velocidade final; D (20 m/s) resulta de tempo ou aceleração dobrados, o que não corresponde aos dados; E (2 m/s) é apenas o valor da aceleração, esquecendo de multiplicar pelo tempo.
💡 Dica: Use a segunda lei de Newton para calcular a aceleração e, em seguida, a velocidade.
Alternativa por alternativa
Confundiu velocidade com distância percorrida, usando a fórmula d = a·t^2/2 (2 × 25 / 2 = 25 m) em vez de v = a·t.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre força, massa e aceleração, aplicando a fórmula de forma incorreta.
Calculou a velocidade média do intervalo (metade da velocidade final) e a apresentou como velocidade ao final dos 5 s.
Pela segunda lei de Newton, a aceleração do carro é a = F/m = 2 000/1 000 = 2,0 m/s². Como o carro parte do repouso e a aceleração é constante, sua velocidade após 5,0 s é v = v₀ + at = 0 + 2,0 × 5,0 = 10 m/s.
Errou no cálculo ao multiplicar a aceleração por um tempo maior ou dobrar o valor final, obtendo 20 m/s sem respaldo nos dados do enunciado.
Tomou o valor da aceleração (2 m/s^2) como se fosse a velocidade final, esquecendo de multiplicar pelo tempo de 5,0 s.
Raio-X da questão
movimento retilíneo uniformemente acelerado
avaliacao
segunda lei de Newton · movimento retilíneo
Revisar a fórmula da aceleração e a relação entre força, massa e aceleração.
O aluno pode confundir a relação entre força, massa e aceleração, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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