Durante testes de um drone desenvolvido para monitorar lavouras no Brasil, os técnicos registraram um voo…
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 testes de um drone desenvolvido para monitorar lavouras no Brasil, os técnicos registraram um voo horizontal com velocidade constante de 15 m/s. O drone apresenta uma área frontal de 0,50 m², e o ar, nas condições do teste, tem densidade de 1,2 kg/m³. Para esse modelo, o coeficiente de arrasto aerodinâmico é 0,80. A força de arrasto pode ser estimada por F = (1/2)·?·C?·A·v², em que ? é a densidade do ar, C? é o coeficiente de arrasto, A é a área frontal e v é a velocidade. Com base nos dados do teste, qual é o módulo da força de arrasto exercida pelo ar sobre o drone?
- A) 67,5 N
- B) 108 N
- C) 3,6 N
- D) 54 N
- E) 45 N
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. Densidade do ar (rho) = 1,2 kg/m³; coeficiente de arrasto (Cd) = 0,80; área frontal (A) = 0,50 m²; velocidade (v) = 15 m/s. Os símbolos rho e Cd aparecem corrompidos no texto, mas a fórmula F = (1/2)·rho·Cd·A·v² deixa claro o seu papel.
- Calcule o quadrado da velocidade: v² = 15² = 225 m²/s².
- Multiplique os fatores: (1/2)·1,2 = 0,6; 0,6·0,80 = 0,48; 0,48·0,50 = 0,24.
- Multiplique pelo quadrado da velocidade: F = 0,24·225 = 54 N. Logo, o módulo da força de arrasto é 54 N, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A) 67,5 N seria obtido se o coeficiente de arrasto 0,80 fosse esquecido. B) 108 N seria obtido se o fator 1/2 fosse esquecido. C) 3,6 N seria obtido se a velocidade fosse dividida em vez de elevada ao quadrado (54/15). E) 45 N não corresponde a nenhuma omissão ou troca simples de fator, indicando erro de cálculo ou de substituição dos valores.
💡 Dica: Utilize a fórmula da força de arrasto para calcular.
Alternativa por alternativa
Esqueceu de incluir o coeficiente de arrasto 0,80 na fórmula, multiplicando apenas (1/2)·1,2·0,50·225.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da força de arrasto, utilizando valores incorretos para a densidade ou área, resultando em um cálculo errado.
Esqueceu o fator 1/2 da fórmula, calculando apenas 1,2·0,80·0,50·225, o que dobra o resultado correto.
Usou a velocidade linearmente (dividindo 54 por 15, ou algo equivalente) em vez de elevá-la ao quadrado, o que mostra falta de domínio de que o arrasto depende de v².
Aplicando a expressão fornecida: F = (1/2)·1,2·0,80·0,50·15². Como 15² = 225, temos F = 0,5·1,2·0,8·0,5·225 = 54 N. Portanto, a força de arrasto tem módulo igual a 54 N.
Provavelmente cometeu erro na substituição dos valores ou na multiplicação final, obtendo um produto que não corresponde à fórmula; o valor 45 N não decorre de omissão de um único fator.
Raio-X da questão
força de arrasto
avaliacao
força de arrasto · equação da força
Revisar a fórmula da força de arrasto e suas variáveis.
O aluno pode confundir a fórmula da força de arrasto, utilizando valores incorretos para a densidade ou área, resultando em um cálculo errado.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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