Em um experimento, um estudante solta uma bola de tênis de uma altura de 20 m. Qual a velocidade da bola ao…
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 experimento, um estudante solta uma bola de tênis de uma altura de 20 m. Qual a velocidade da bola ao atingir o solo? Considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s².
- A) 10 m/s
- B) 15 m/s
- C) 20 m/s
- D) 25 m/s
- E) 30 m/s
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A bola é solta, então a velocidade inicial é zero (v0 = 0). A altura de queda é h = 20 m e g = 10 m/s². Considera-se que a resistência do ar é desprezível, como é usual nesse tipo de problema.
- Escolha a equação adequada. Como não há tempo informado, use a equação de Torricelli para queda livre: v^2 = v0^2 + 2·g·h.
- Substitua os valores. v^2 = 0 + 2·10·20 = 400.
- Extraia a raiz. v = raiz de 400 = 20 m/s, no sentido de queda.
- Compare com o gabarito. O resultado 20 m/s corresponde à alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A) 10 m/s seria a velocidade se a queda fosse de apenas 5 m, ou se a fórmula fosse aplicada sem o fator 2 de forma incorreta. B) 15 m/s não é obtido de nenhuma aplicação correta das equações de queda livre com esses dados. D) 25 m/s exigiria v^2 = 625, valor que não surge de 2·g·h com h = 20 m. E) 30 m/s resulta de somar 10 + 20, operação sem sentido físico para este problema.
💡 Dica: Use a fórmula da energia potencial e cinética.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente divide a altura por 2 ou usa a metade do valor de h como se fosse a velocidade, esquecendo que a velocidade final depende da raiz de 2·g·h.
O aluno pode ter errado no cálculo da raiz ou aplicado uma fórmula de queda com fator incorreto, obtendo um valor intermediário entre 10 e 20 sem justificativa física.
Corresponde à velocidade ao atingir o solo.
O aluno pode ter cometido um erro aritmético ao calcular 2·10·20 ou ao extrair a raiz quadrada, chegando a 625 em vez de 400 para v^2.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre altura e velocidade, escolhendo uma alternativa que não considera corretamente a fórmula da velocidade em queda livre.
O aluno soma a aceleração da gravidade à altura (10 + 20 = 30) em vez de aplicar a equação de Torricelli, mostrando que não associa a velocidade final ao produto g·h.
Raio-X da questão
velocidade de queda livre
avaliacao
cálculo de velocidade · aceleração da gravidade
Revisar as leis do movimento e a fórmula da energia cinética.
O aluno pode confundir a relação entre altura e velocidade, escolhendo uma alternativa que não considera corretamente a fórmula da velocidade em queda livre.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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