Em uma troca rápida de passos, um seguidor de massa m = 60 kg tem velocidade horizontal reduzida de v_i = 0,80…

Questão

Em uma troca rápida de passos, um seguidor de massa m = 60 kg tem velocidade horizontal reduzida de v_i = 0,80 m/s para v_f = 0,20 m/s durante contato ?t = 0,12 s. Calcule o impulso J = m·?v e a força média F_med = J/?t aplicada (indique direção).

1. A) J = 36 N·s (para trás); F_med = 150 N (para trás)
2. B) J = 18 N·s (para frente); F_med = 150 N (para frente)
3. C) J = 24 N·s (para frente); F_med = 200 N (para frente)
4. D) J = 60 N·s (para trás); F_med = 400 N (para trás)
5. E) J = 36 N·s (para trás); F_med = 300 N (para trás)

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. m = 60 kg, v_i = 0,80 m/s (para frente), v_f = 0,20 m/s (ainda para frente, porém mais lenta) e tempo de contato de 0,12 s. Tome o sentido inicial do movimento como positivo.
2. Calcule a variação de velocidade como final menos inicial: delta v = 0,20 - 0,80 = -0,60 m/s. O sinal negativo indica que a velocidade diminuiu, ou seja, a variação aponta para trás.
3. Calcule o impulso pelo teorema do impulso: J = m · delta v = 60 × (-0,60) = -36 N·s. Módulo 36 N·s, direção para trás (oposta ao movimento inicial).
4. Calcule a força média: F_med = J / delta t = -36 / 0,12 = -300 N. Módulo 300 N, direção para trás, mesma direção do impulso, como exige a relação J = F_med · delta t.
5. Compare com as alternativas. Somente a alternativa E traz J = 36 N·s (para trás) e F_med = 300 N (para trás), coincidindo com o resultado obtido. Portanto o gabarito oficial E está correto.
6. Por que as outras estão erradas. A: o impulso está certo, mas 150 N equivale a 36 dividido por 0,24, ou seja, o tempo foi dobrado indevidamente. B: o impulso de 18 N·s corresponde a uma variação de velocidade de 0,30 m/s, e o sentido 'para frente' contraria a desaceleração. C: o impulso de 24 N·s corresponde a uma variação de 0,40 m/s, resultado de uma subtração incorreta das velocidades, e o sentido também está errado. D: o impulso de 60 N·s corresponde a uma variação de 1,00 m/s, obtida somando as velocidades (0,80 + 0,20) em vez de calcular a diferença.

💡 Dica: Calcule o impulso e a força média usando as fórmulas dadas.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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