Durante um salvamento, um praticante de m = 65 kg sofre uma queda que percorre h = 2,0 m antes da corda…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Questão
Durante um salvamento, um praticante de m = 65 kg sofre uma queda que percorre h = 2,0 m antes da corda começar a esticar; a corda alonga ?L = 3,0 m até parar. Assumindo g = 10 m/s² e que a energia m g (h+?L) é dissipada pela corda, estime a força média F_avg exercida pela corda (F_avg·?L = m g (h+?L)).
- A) F_avg ˜ 500 N
- B) F_avg ˜ 2.000 N
- C) F_avg ˜ 300 N
- D) F_avg = 1.500 N
- E) F_avg ˜ 1,08×10³ N (˜1083 N)
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. m = 65 kg, h = 2,0 m (queda livre até a corda começar a esticar), ΔL = 3,0 m (alongamento da corda até parar), g = 10 m/s².
- Calcule a distância total de descida até parar: h + ΔL = 2,0 + 3,0 = 5,0 m.
- Calcule a energia que deve ser dissipada pela corda: m g (h + ΔL) = 65 × 10 × 5,0 = 3250 J.
- Use a relação F_avg × ΔL = m g (h + ΔL). Logo F_avg = 3250 / 3,0 ≈ 1083 N, ou seja, cerca de 1,08 × 10³ N.
- Conclusão: a alternativa E está correta e coincide com o gabarito oficial. Não há divergência.
- Por que as outras estão erradas: A (500 N) é muito baixa para a energia envolvida; B (2.000 N) é alta demais e não sai de nenhuma divisão coerente da energia pelo alongamento; C (300 N) ignora grande parte da energia dissipada; D (1.500 N) é um valor arredondado que não corresponde ao cálculo com os dados fornecidos.
💡 Dica: Calcule a força média usando a fórmula fornecida.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente considerou apenas uma parte da energia ou dividiu a energia por uma distância maior que o alongamento, obtendo uma força pequena demais.
O aluno provavelmente dividiu a energia pela distância errada ou arredondou de forma inadequada, sem usar corretamente o alongamento ΔL = 3,0 m como denominador.
O aluno provavelmente acreditou que a corda dissipa apenas a energia de uma etapa do movimento, ou que a força deveria ser proporcional ao peso sem considerar a energia total m g (h + ΔL).
O aluno provavelmente tomou a estimativa como valor exato e arredondou o resultado para um número redondo, sem seguir o cálculo com os dados do enunciado.
Por que engana: Confundir a força média com a força gravitacional, calculando apenas o peso do corpo em vez da força média durante a queda.
F_avg = m g (h+?L)/?L = 65·10·(2+3)/3 = 3250/3 ˜ 1083 N; unidade N (newton).
Raio-X da questão
força média em queda
avaliacao
energia potencial gravitacional · força média
Revisar conceitos de energia potencial e força média.
Confundir a força média com a força gravitacional, calculando apenas o peso do corpo em vez da força média durante a queda.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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