Em uma apresentação de acrobacias, uma criança de 12 kg cai de 0,50 m e é segurada pelo parceiro. Ela para em…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma apresentação de acrobacias, uma criança de 12 kg cai de 0,50 m e é segurada pelo parceiro. Ela para em 0,20 s. Use g = 10 m/s². Qual é, aproximadamente, a força média para cima feita pelo parceiro?
- A) 120 N
- B) 310 N
- C) 32 N
- D) 60 N
- E) 190 N
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a velocidade com que a criança atinge o parceiro, usando a queda livre. Pela equação de Torricelli, v^2 = 2 x g x h = 2 x 10 x 0,50 = 10, então v é raiz de 10, aproximadamente 3,16 m/s, para baixo. Passo 2: Como a criança para em 0,20 s, a variação de velocidade é de 3,16 m/s para 0. Pelo teorema do impulso, a força resultante média multiplicada pelo tempo é igual à variação da quantidade de movimento. Passo 3: Adote o sentido para cima como positivo. Sobre a criança atuam a força do parceiro F para cima e o peso mg para baixo. Então (F - mg) x t = m x v, com m = 12 kg, t = 0,20 s e v = 3,16 m/s. Passo 4: Isole F: F = mg + m x v / t = 12 x 10 + 12 x 3,16 / 0,20 = 120 + 189,6, o que dá aproximadamente 310 N. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A (120 N) é apenas o peso, ignorando a parada brusca. C (32 N) não tem sentido físico, pois resulta de multiplicar g pela velocidade e ignorar a massa e o tempo. D (60 N) corresponde ao produto m x g x h, que é energia e não força. E (190 N) é apenas m x v / t, esquecendo o peso que também atua sobre a criança. Conclusão: a alternativa correta é a B, de acordo com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a força usando a segunda lei de Newton.
Alternativa por alternativa
Considera que a força do parceiro é só o peso da criança (12 x 10 = 120 N), ignorando que ela precisa parar em 0,20 s a partir de uma velocidade não nula.
Ao cair de 0,50 m, a criança chega com velocidade aproximada de 3,16 m/s. Para pará-la em 0,20 s, o parceiro precisa fazer cerca de 190 N para cima, além dos 120 N que equilibram o peso. Assim, a força média é aproximadamente 310 N para cima.
Tenta combinar os dados sem método, multiplicando g pela velocidade e desprezando a massa e o tempo, o que não corresponde a nenhuma grandeza de força.
Calcula m x g x h (12 x 10 x 0,50 = 60), confundindo força com energia potencial e usando a altura da queda como se fosse uma força.
Calcula apenas m x v / t, que é a força que apenas muda o movimento, esquecendo que o peso também atua no sentido oposto à força do parceiro.
Raio-X da questão
força média vertical
avaliacao
força e movimento · segunda lei de Newton
Revisar a segunda lei de Newton e cálculo de força.
O aluno pode confundir a força média com a força gravitacional, não considerando a aceleração durante a parada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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