Um vagão parte do repouso e acelera uniformemente com a1 = 1,20 m/s² durante t1 = 15,0 s. Em seguida mantém…
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
Um vagão parte do repouso e acelera uniformemente com a1 = 1,20 m/s² durante t1 = 15,0 s. Em seguida mantém velocidade constante durante t2 = 40,0 s. Finalmente freia uniformemente até parar em t3 = 10,0 s. Usando v = v0 + a t e s = v0 t + ½ a t² (unidades SI), calcule: (a) velocidade máxima atingida, (b) distância percorrida em cada etapa e (c) distância total percorrida. Apresente procedimento e cálculos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Fase 1 (aceleração): v1 = v0 + a1 t1 = 0 + 1,20·15,0 = 18,0 m/s. s1 = v0 t1 + ½ a1 t1² = 0 + 0,5·1,20·(15,0)² = 0,6·225 = 135 m. Fase 2 (movimento uniforme): v2 = v1 = 18,0 m/s. s2 = v2·t2 = 18,0·40,0 = 720 m. Fase 3 (frenagem): a3 = (v_final - v_initial)/t3 = (0 - 18,0)/10,0 = -1,80 m/s². s3 = v1 t3 + ½ a3 t3² = 18,0·10,0 + 0,5·(-1,80)·(10,0)² = 180 - 90 = 90 m. Distância total S = s1 + s2 + s3 = 135 + 720 + 90 = 945 m. Velocidade máxima = 18,0 m/s. Todos os cálculos em unidades SI.
Explicação
Os cálculos realizados para cada fase do movimento consideram as fórmulas apropriadas para aceleração, movimento uniforme e frenagem, garantindo que todas as variáveis estejam corretamente aplicadas. A soma das distâncias percorridas em cada fase resulta na distância total, enquanto a velocidade máxima é obtida ao final da fase de aceleração. A análise segue rigorosamente as leis da cinemática, utilizando unidades do Sistema Internacional.
Raio-X da questão
movimento uniformemente acelerado
avaliacao
movimento uniformemente acelerado · cinematica básica
Revisar as fórmulas de movimento uniformemente acelerado e cálculo de distância.
O aluno pode confundir as fórmulas de movimento uniformemente acelerado, aplicando a equação errada para cada etapa do movimento.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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