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Durante um treinamento em uma escola pública, uma bola de futebol de massa 0,60 kg desloca-se em linha reta…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT204

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

Durante um treinamento em uma escola pública, uma bola de futebol de massa 0,60 kg desloca-se em linha reta para a direita com velocidade de 4,0 m/s. Ao ser chutada, ela recebe, no mesmo sentido do movimento, uma força resultante média de 200 N durante 0,050 s. Durante esse intervalo, os efeitos de outras forças são desprezados. O impulso da força resultante é dado por J = F·?t e relaciona-se à variação da quantidade de movimento por J = m·?v. Com base nas informações do texto, qual é o impulso recebido pela bola e sua velocidade ao final do chute, respectivamente?

A) Impulso = 4,0 N·s; velocidade final = 10,7 m/s.
B) Impulso = 10 N·s; velocidade final = 20,7 m/s.
C) Impulso = 10 N·s; velocidade final = 12,7 m/s.
D) Impulso = 10 N·s; velocidade final = 16,7 m/s.
E) Impulso = 200 N·s; velocidade final = 337,3 m/s.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Identifique os dados. Massa m = 0,60 kg, velocidade inicial v0 = 4,0 m/s (para a direita), força resultante F = 200 N no mesmo sentido do movimento e intervalo de tempo Δt = 0,050 s. Passo 2: Calcule o impulso pela definição J = F·Δt. J = 200 × 0,050 = 10 N·s. Passo 3: Calcule a variação da quantidade de movimento, que é igual ao impulso: J = m·Δv, logo Δv = J / m = 10 / 0,60 ≈ 16,7 m/s. Passo 4: Calcule a velocidade final. Como a força atua no mesmo sentido do movimento, a velocidade aumenta: v = v0 + Δv = 4,0 + 16,7 = 20,7 m/s. Passo 5: Conclusão. O impulso é 10 N·s e a velocidade final é 20,7 m/s, o que corresponde à alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A troca o impulso pela velocidade inicial e faz a conta da velocidade final de forma incorreta; C subtrai a velocidade inicial em vez de somá-la; D esquece de somar a velocidade inicial e dá apenas a variação de velocidade; E usa o valor da força como se fosse o impulso, ignorando o tempo de atuação.

💡 Dica: Calcule o impulso e a variação de velocidade usando as fórmulas fornecidas.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Trata o impulso como se fosse a velocidade inicial (4,0) e obtém a velocidade final por uma soma incorreta, sem relacionar corretamente J com F e Δt.

B Correta

O impulso é J = F·Δt = 200·0,050 = 10 N·s. Pela relação J = m·Δv, a variação da velocidade é Δv = J/m = 10/0,60 ≈ 16,7 m/s. Como a força tem o mesmo sentido da velocidade inicial, a velocidade final é v = 4,0 + 16,7 = 20,7 m/s.

C Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Calcula corretamente o impulso (10 N·s) e a variação de velocidade (16,7 m/s), mas subtrai a velocidade inicial em vez de somá-la, ignorando que a força atua no sentido do movimento.

Por que engana: Confundir a relação entre impulso e velocidade, calculando incorretamente a velocidade final a partir do impulso.

D Erradaerro: Conceitual

Encontra a variação de velocidade 16,7 m/s pela relação J = m·Δv e a apresenta como velocidade final, esquecendo que a bola já tinha 4,0 m/s antes do chute.

E Erradaerro: Conceitual

Confunde impulso com a própria força, usando J = 200 N·s e ignorando o tempo de 0,050 s; depois calcula 200/0,60 ≈ 333,3 e soma 4,0 para chegar a 337,3 m/s.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Lembrar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

impulso e velocidade

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

impulso e velocidade · força e tempo

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de impulso e variação de velocidade em dinâmica.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre impulso e velocidade, calculando incorretamente a velocidade final a partir do impulso.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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