Durante uma aula de Educação Física sobre práticas corporais de aventura na natureza, a turma analisou uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma aula de Educação Física sobre práticas corporais de aventura na natureza, a turma analisou uma tirolesa antes de utilizá-la. Para discutir a segurança da atividade, o professor explicou que conhecer a velocidade no final do percurso ajuda a avaliar os riscos e a planejar os equipamentos adequados. Um praticante de massa 55,0 kg parte do repouso de uma plataforma situada 12,0 m acima do ponto de chegada. Desprezando o atrito e a resistência do ar e usando g = 10 m/s², calcule a velocidade aproximada do praticante ao chegar ao final da tirolesa. Considere a conservação da energia: m·g·h = ½·m·v².
- A) Aproximadamente 12,0 m/s, pois a velocidade final é igual ao valor da altura da plataforma.
- B) Aproximadamente 15,5 m/s, pois a massa é cancelada e v = √(2·g·h) = √(2·10·12) = √240.
- C) Aproximadamente 240 m/s, pois a velocidade resulta diretamente de 2·g·h.
- D) Aproximadamente 120 m/s, pois a velocidade resulta diretamente de g·h.
- E) Aproximadamente 24,0 m/s, pois a velocidade corresponde ao dobro da altura do percurso.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- A energia potencial gravitacional no topo da plataforma é Ep = m·g·h, e como o praticante parte do repouso, sua energia cinética inicial é zero. Passo 2: Ao chegar ao final da tirolesa, toda essa energia se converte em energia cinética, Ec = ½·m·v². Passo 3: Igualando as duas expressões, m·g·h = ½·m·v². Passo 4: Cancelando a massa m dos dois lados (ela não influencia a velocidade sem atrito), obtém-se g·h = ½·v², ou seja, v^2 = 2·g·h. Passo 5: Substituindo os valores, v^2 = 2·10·12 = 240, logo v = raiz de 240, que é aproximadamente 15,5 m/s. Passo 6: Por isso a alternativa B está correta, e o gabarito oficial está coerente com a resolução. Por que as outras estão erradas: A confunde a velocidade com o valor numérico da altura, o que não tem base física; C esquece a raiz quadrada e a unidade fica incoerente com a energia; D usa apenas g·h e ignora o fator 2 e a raiz quadrada; E confunde a velocidade com o dobro da altura, sem qualquer relação com a conservação da energia.
💡 Dica: Aplique a conservação de energia para encontrar a velocidade.
Alternativa por alternativa
Supõe que a velocidade final tem o mesmo valor numérico da altura, tratando grandezas de natureza diferente como equivalentes. Não aplica a conservação da energia.
Por que engana: Confundir a relação entre energia potencial e cinética, aplicando incorretamente a fórmula da velocidade.
A energia potencial gravitacional transforma-se em energia cinética: m·g·h = ½·m·v². Cancelando a massa dos dois lados, obtemos v² = 2·g·h. Assim, v = √(2·10·12) = √240 ≈ 15,5 m/s. Essa análise pode ajudar a turma a reconhecer a importância do planejamento e dos equipamentos de segurança em uma prática corporal de aventura.
Calcula corretamente 2·g·h = 240, mas toma esse valor diretamente como velocidade, esquecendo que v é a raiz quadrada de 2·g·h.
Calcula g·h = 120 e o trata como velocidade, ignorando o fator 2 da equação e a extração da raiz quadrada.
Acredita que a velocidade é proporcional ao dobro da altura, uma relação que não decorre da igualdade m·g·h = ½·m·v².
Raio-X da questão
conservação de energia
avaliacao
conservação de energia · energia potencial e cinética
Revisar a conservação de energia em sistemas mecânicos.
Confundir a relação entre energia potencial e cinética, aplicando incorretamente a fórmula da velocidade.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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