Física3ª sérieBNCC EM13CNT101Difícil⏱ longo

Um praticante de massa m = 70,0 kg atravessa solo lamacento. Com botas a área de contato é A1 = 0,020 m²…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

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 praticante de massa m = 70,0 kg atravessa solo lamacento. Com botas a área de contato é A1 = 0,020 m²; usando uma prancha a área efetiva é A2 = 0,400 m². Calcule as pressões p1 e p2 (p = F/A, com F = m·g e g = 10 m/s²) e explique, do ponto de vista da Física, por que aumentar a área reduz o impacto ambiental e melhora a segurança. Discuta também atrito e forças dinâmicas.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Cálculos: F = m·g = 70,0·10 = 700 N. p1 = F/A1 = 700/0,020 = 35 000 Pa. p2 = F/A2 = 700/0,400 = 1 750 Pa. A pressão diminui por fator 20 (35 000/1 750 = 20) ao usar a prancha. Física/consequências: menor pressão reduz penetração no solo, evita compactação e erosão do substrato e da vegetação, diminuindo o impacto ambiental. Para segurança, menor pressão reduz risco de afundamento e instabilidade; a prancha distribui a força normal N sobre maior área, reduzindo deslocamento do solo. Atrito: a resistência ao deslizamento depende do coeficiente de atrito µ e da normal N (F_atrito = µ·N); distribuir peso pode alterar contato e µ eficaz, por isso é importante superfícies firmes. Dinâmica: movimentos rápidos aumentam forças de impacto (picos de força maior que F estática) por acelerações adicionais; mover-se devagar e usar bastões aumenta estabilidade e reduz impulsos, protegendo ambiente e pessoas. Medidas práticas: usar tábuas, travessas, passarelas, bastões para redistribuir carga e caminhar devagar para reduzir forças dinâmicas e evitar danos.

Explicação

Os cálculos demonstram a relação inversa entre pressão e área, evidenciando que uma maior área de contato resulta em menor pressão sobre o solo, o que minimiza os danos ambientais. A discussão sobre atrito e forças dinâmicas destaca a importância de uma distribuição adequada do peso para aumentar a estabilidade e reduzir o risco de acidentes. Medidas práticas sugeridas reforçam a aplicação dos conceitos físicos para preservar o ambiente e garantir a segurança dos praticantes.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Criar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

pressão e atrito

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

pressão e força · atrito e dinâmica

📚 Reveja

Revisar os conceitos de pressão, atrito e forças dinâmicas.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre pressão e área, acreditando que aumentar a área sempre aumenta a pressão, sem considerar a força aplicada.

🌎 Tema transversal

educacao_ambiental

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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