Um automóvel de massa m = 1200 kg viaja a v0 = 30 m/s e freia com força constante de atrito de módulo F =…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um automóvel de massa m = 1200 kg viaja a v0 = 30 m/s e freia com força constante de atrito de módulo F = 10000 N até parar. Considerando trabalho da força de atrito igual à variação da energia cinética, calcule a distância de parada d.
- A) d = 54 m
- B) d = 20 m
- C) d = 10 m
- D) d = 40 m
- E) d = 80 m
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Calcule a energia cinética inicial do automóvel: Ec0 = (1/2) x m x v0^2 = (1/2) x 1200 x 30^2 = 0,5 x 1200 x 900 = 540000 J.
- Como o carro para, a energia cinética final é zero, então a variação da energia cinética é ΔEc = 0 - 540000 = -540000 J.
- O trabalho da força de atrito é τ = -F x d, pois a força tem sentido oposto ao deslocamento. Igualando ao teorema da energia cinética: -F x d = -540000.
- Isole d: d = 540000 / 10000 = 54 m. Portanto a alternativa A está correta, de acordo com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: B (20 m) e C (10 m) são distâncias pequenas demais para a energia cinética de 540000 J dividida pela força de 10000 N. D (40 m) e E (80 m) não correspondem ao resultado da divisão correta da energia pela força.
💡 Dica: Use a relação entre trabalho e energia cinética para encontrar a distância.
Alternativa por alternativa
?K = -F d ? d = (1/2 m v0²)/F = (0,5·1200·30²)/10000 = 540000/10000 = 54 m.
O aluno provavelmente errou o cálculo da energia cinética inicial ou a divisão final, obtendo um valor de energia menor que 540000 J para a mesma força de 10000 N.
O aluno provavelmente desconsiderou a massa ou o quadrado da velocidade ao calcular a energia cinética, o que reduz muito a energia a ser dissipada pelo atrito.
O aluno provavelmente fez uma conta incorreta com a energia cinética (por exemplo, erro de potência ou de multiplicação), chegando a um valor próximo de 400000 J antes de dividir pela força.
Por que engana: Confundir a relação entre trabalho e energia, aplicando a fórmula errada para calcular a distância de parada.
O aluno provavelmente confundiu a fórmula, aplicando a energia cinética de forma inadequada ou dobrando um resultado parcial, o que leva a uma distância maior do que a real.
Raio-X da questão
trabalho e energia cinética
avaliacao
trabalho e energia cinética · força e movimento
Revisar a relação entre trabalho, força e energia cinética.
Confundir a relação entre trabalho e energia, aplicando a fórmula errada para calcular a distância de parada.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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