Educação FísicaCrianças pequenas (4a-5a11m)Média⏱ longo

Uma criança de m = 11 kg gira a uma distância r = 0,35 m com velocidade angular ? = 2,0 rad/s. Calcule a…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Uma criança de m = 11 kg gira a uma distância r = 0,35 m com velocidade angular ? = 2,0 rad/s. Calcule a energia cinética rotacional K = ½ I ?² com I = m·r². (Unidades SI.)

A) K ˜ 6,0 J
B) K ˜ 1,5 J
C) K ˜ 3,0 J
D) K ˜ 2,7 J
E) K ˜ 4,5 J

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Calcule o momento de inércia com I = m·r². Como r = 0,35 m, r² = 0,35 x 0,35 = 0,1225 m². Então I = 11 x 0,1225 = 1,3475 kg·m². Passo 2: Calcule o quadrado da velocidade angular: ω² = 2,0² = 4,0 (rad/s)². Passo 3: Aplique K = ½ I ω² = 0,5 x 1,3475 x 4,0 = 2,695 J, que arredondado é 2,7 J. Passo 4: Conclusão: a alternativa correta é a D, o que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A (6,0 J) está errada porque o valor é bem menor que isso, já que a energia depende de r² e de ω² e não de produtos maiores. A alternativa B (1,5 J) está errada porque se obteria cerca de 1,35 J caso ω fosse usado sem o quadrado. A alternativa C (3,0 J) está errada porque, mesmo arredondando passos intermediários de forma exagerada, não se chega a esse valor com a fórmula correta. A alternativa E (4,5 J) está errada porque não corresponde ao produto de ½, m, r² e ω² nos valores dados.

💡 Dica: Calcule I e depois K usando a fórmula dada.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Provavelmente calculou a energia com valores inflados, como multiplicar m por r e ω sem respeitar a ordem das potências, obtendo um resultado acima do real.

Por que engana: Confundir a fórmula da energia cinética rotacional com a da energia cinética translacional, aplicando a mesma lógica sem considerar o momento de inércia.

B Erradaerro: Procedimental

Provavelmente usou ω em vez de ω² na fórmula K = ½ I ω², o que reduz o valor pela metade do esperado para a parte de velocidade.

C Erradaerro: Atenção

Provavelmente errou no cálculo de r² ou aproximou I de forma exagerada, levando a um valor de energia subestimado em relação ao correto.

D Correta

I = 11·0,35² = 1,3475 kg·m²; K = 0,5·I·?² = 0,5·1,3475·4 ˜ 2,695 J (˜2,7 J).

E Erradaerro: Conceitual

Provavelmente calculou o momento de inércia de forma incorreta, por exemplo usando r como valor linear sem elevar ao quadrado, o que altera o resultado final.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

energia cinética rotacional

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

energia cinética · momentum rotacional

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de energia cinética e momento de inércia.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a fórmula da energia cinética rotacional com a da energia cinética translacional, aplicando a mesma lógica sem considerar o momento de inércia.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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