Durante uma aula de dança, um aluno de 55 kg parte do repouso e realiza um impulso com os pés. Após 0,20 s…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Experimentar e fruir exercícios físicos que solicitem diferentes capacidades físicas, identificando seus tipos (força, velocidade, resistência, flexibilidade) e as sensações corporais provocadas pela sua prática.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma aula de dança, um aluno de 55 kg parte do repouso e realiza um impulso com os pés. Após 0,20 s, ele atinge velocidade horizontal de 1,50 m/s, na mesma direção do deslocamento. Usando F = m · a, calcule a força horizontal média aplicada pelos pés e indique sua direção.
- A) F = 4,13 × 10² N, horizontal, oposta ao movimento.
- B) F = 82,5 N, horizontal, na direção do movimento.
- C) F = 275 N, horizontal, na direção do movimento.
- D) F = 7,50 N, horizontal, na direção do movimento.
- E) F = 4,13 × 10² N, horizontal, na direção do movimento.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 55 kg, velocidade inicial zero (parte do repouso), velocidade final v = 1,50 m/s e intervalo de tempo Δt = 0,20 s. O movimento ocorre na direção horizontal, no sentido do deslocamento.
- Calcule a aceleração média. a = Δv / Δt = (1,50 - 0) / 0,20 = 7,5 m/s².
- Aplique a segunda lei de Newton, F = m · a. F = 55 × 7,5 = 412,5 N, que arredondado com três algarismos significativos fica 4,13 × 10² N.
- Determine a direção. Como a aceleração tem o mesmo sentido do deslocamento, a força resultante aplicada pelos pés é horizontal e na direção do movimento. Portanto a alternativa E está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A: o módulo está certo, mas a força deveria ter o sentido do movimento, não o oposto. B: o aluno usou 1,50 como aceleração e fez 55 × 1,50, esquecendo de dividir pelo tempo. C: o valor 275 N não corresponde a nenhum cálculo correto com os dados, pois a aceleração correta é 7,5 m/s², não 5 m/s². D: 7,50 N é apenas a aceleração, pois falta multiplicar pela massa de 55 kg.
💡 Dica: Calcule a aceleração antes de aplicar a fórmula da força.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula corretamente o módulo, 4,13 × 10² N, mas acredita que a força aplicada pelos pés atua contra o movimento, confundindo a força que o aluno exerce sobre o chão com a força de atrito ou reação que o impulsiona.
O aluno usa a velocidade final 1,50 m/s diretamente como aceleração e calcula 55 × 1,50 = 82,5 N, esquecendo de dividir a variação de velocidade pelo intervalo de tempo de 0,20 s.
O aluno chega a uma aceleração errada, em torno de 5 m/s², por erro no cálculo de Δv/Δt, e então multiplica por 55 kg, obtendo 275 N.
O aluno encontra a aceleração de 7,50 m/s² e a apresenta como se fosse a força, esquecendo de multiplicar pela massa de 55 kg da fórmula F = m · a.
Por que engana: Confundir a direção da força aplicada, escolhendo uma alternativa que sugere uma força perpendicular ao movimento.
A aceleração média é a variação da velocidade dividida pelo tempo: a = (1,50 − 0) ÷ 0,20 = 7,50 m/s². Pela relação F = m · a, temos F = 55 · 7,50 = 412,5 N, ou aproximadamente 4,13 × 10² N. Como os pés impulsionam o aluno para a frente, a força horizontal média tem a direção do movimento.
Raio-X da questão
força média aplicada
avaliacao
força e aceleração · movimento uniforme
Revisar a relação entre força, massa e aceleração.
Confundir a direção da força aplicada, escolhendo uma alternativa que sugere uma força perpendicular ao movimento.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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