Em um laboratório, um carrinho de massa 2,0 kg inicialmente em repouso recebe: A) 50 N por 0,20 s; B) 120 N…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Em um laboratório, um carrinho de massa 2,0 kg inicialmente em repouso recebe: A) 50 N por 0,20 s; B) 120 N por 0,08 s. Compare os impulsos e diga qual cenário gera maior velocidade final. Use J = F·?t e v = J/m.
- A) Ambos geram o mesmo impulso e mesma velocidade
- B) B: J=14,4 N·s, v=7,2 m/s
- C) A: J=10 N·s, v=5,0 m/s (maior velocidade)
- D) B: J=9,6 N·s, v=4,8 m/s (maior velocidade)
- E) A: J=10 N·s, B: J=10 N·s (iguais)
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Resolvi a questão sem usar o gabarito. O impulso é J = F·Δt. No cenário A, J = 50 N × 0,20 s = 10 N·s. No cenário B, J = 120 N × 0,08 s = 9,6 N·s. Passo 2: Como o carrinho parte do repouso e o impulso é igual à variação da quantidade de movimento (J = m·Δv), a velocidade final é v = J/m. Passo 3: Para A, v = 10 N·s / 2,0 kg = 5,0 m/s. Para B, v = 9,6 N·s / 2,0 kg = 4,8 m/s. Passo 4: Logo, o cenário A gera maior impulso e maior velocidade final, apesar de a força de B ser maior, porque ela atua por um tempo menor. Passo 5: A alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque os impulsos são diferentes (10 e 9,6 N·s). A alternativa B está errada porque o impulso de B é 9,6 N·s, não 14,4 N·s. A alternativa D está errada porque, embora os valores de B estejam corretos, o cenário B não gera a maior velocidade. A alternativa E está errada porque o impulso de B não é 10 N·s, e sim 9,6 N·s.
💡 Dica: Calcule o impulso em cada cenário e compare as velocidades finais.
Alternativa por alternativa
Supõe que, como as duas forças são aplicadas ao mesmo carrinho, o impulso ou a velocidade final devem ser iguais, ignorando que a força e o tempo de atuação são diferentes em cada caso.
Calculou o impulso de B de forma errada, obtendo 14,4 N·s (provavelmente usando 0,12 s em vez de 0,08 s), e a partir disso obteve uma velocidade incorreta de 7,2 m/s.
Por que engana: Confundir os cálculos de impulso e velocidade, levando a uma interpretação errada dos resultados.
Cálculo: J_A=50·0,20=10 N·s ? v_A=10/2=5,0 m/s; J_B=120·0,08=9,6 N·s ? v_B=4,8 m/s.
Calculou corretamente os valores de B (9,6 N·s e 4,8 m/s), mas concluiu que B gera maior velocidade porque associa maior força a maior efeito, sem considerar que o impulso depende também do tempo de atuação.
Calculou corretamente o impulso de A (10 N·s), mas errou a multiplicação de B, obtendo 10 N·s em vez de 9,6 N·s, e por isso concluiu erroneamente que os impulsos são iguais.
Raio-X da questão
impulso e velocidade
avaliacao
impulso e velocidade · força e tempo
Revisar as fórmulas de impulso e velocidade final em dinâmica.
Confundir os cálculos de impulso e velocidade, levando a uma interpretação errada dos resultados.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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