Em uma atividade de Física, uma esfera é solta do repouso do alto de uma plataforma situada a 30 m do solo…
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 uma atividade de Física, uma esfera é solta do repouso do alto de uma plataforma situada a 30 m do solo. Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s², a equipe registra o movimento até o instante em que a esfera toca o chão. Considere que a queda ocorre em linha vertical. Com base nas condições descritas, qual é o módulo da velocidade da esfera imediatamente antes de tocar o solo?
- A) 10 m/s.
- B) Aproximadamente 24,5 m/s.
- C) 15 m/s.
- D) 30 m/s.
- E) 20 m/s.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A esfera parte do repouso (v0 = 0), cai verticalmente de uma altura h = 30 m e g = 10 m/s². Como a resistência do ar é desprezada, o movimento é uma queda livre com aceleração constante. Passo 2: Escolha a equação adequada. Como não há tempo informado, a melhor relação é a de Torricelli: v^2 = v0^2 + 2gh. Passo 3: Substitua os valores. Com v0 = 0, temos v^2 = 2 x 10 x 30 = 600. Passo 4: Calcule a raiz. v = raiz de 600, que é aproximadamente 24,5 m/s. Passo 5: Confira pela energia. Na queda sem atrito, a energia potencial inicial m x g x h se converte em energia cinética m x v^2 / 2, o que dá v^2 = 2gh, o mesmo resultado. Passo 6: Por que as outras estão erradas. A (10 m/s) confunde a velocidade com o valor de g; C (15 m/s) corresponde a metade da altura, sem base física; D (30 m/s) usa o valor numérico da altura como se fosse a velocidade; E (20 m/s) aplica a fórmula com uma altura de 20 m, que não é a do enunciado. Conclusão: a alternativa correta é a B, em concordância com o gabarito oficial.
💡 Dica: Use a fórmula da cinemática para calcular a velocidade final.
Alternativa por alternativa
Provavelmente tomou o valor de g = 10 m/s² como se fosse a velocidade final, ignorando que a velocidade depende do tempo de queda e da altura.
Como a esfera é solta do repouso, sua velocidade inicial é zero. Pela equação v² = v₀² + 2gΔh, temos v² = 0 + 2 · 10 · 30 = 600. Portanto, v = √600 ≈ 24,5 m/s.
Provavelmente dividiu a altura por 2 (30 / 2 = 15) como se a velocidade fosse proporcional à metade da altura, sem usar a relação v^2 = 2gh.
Por que engana: Confundir a altura máxima com a velocidade final, utilizando valores incorretos na fórmula da cinemática.
Provavelmente igualou a velocidade ao valor numérico da altura (30 m/s), confundindo grandezas de natureza diferente.
Provavelmente calculou v^2 = 2 x 10 x 20 ou leu uma altura diferente de 30 m, o que indica erro de interpretação dos dados ou de atenção ao enunciado.
Raio-X da questão
queda livre
avaliacao
movimento uniformemente acelerado · cálculo de velocidade
Revisar as fórmulas de movimento uniformemente acelerado.
Confundir a altura máxima com a velocidade final, utilizando valores incorretos na fórmula da cinemática.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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