Um passageiro de massa m = 70 kg, em um carro que se desacelera, passa de v0 = 20 m/s a repouso em ?t = 0,50…
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 passageiro de massa m = 70 kg, em um carro que se desacelera, passa de v0 = 20 m/s a repouso em ?t = 0,50 s. Despreze outras forças horizontais além da força média exercida pelo cinto. Determine a intensidade da força média do cinto sobre o passageiro usando a = ?v/?t e F = m·a.
- A) F ˜ 1,400 N para baixo
- B) Intensidade F ˜ 2,800 N (direção para trás).
- C) F ˜ 350 N para frente
- D) F ˜ 7,000 N para trás
- E) F ˜ 5,600 N para frente
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A massa é m = 70 kg, a velocidade inicial é v0 = 20 m/s, a velocidade final é zero (repouso) e o intervalo de tempo é Δt = 0,50 s. Tomando o sentido do movimento do carro como positivo, a velocidade diminui até zero.
- Calcule a aceleração média pela definição a = Δv/Δt. Δv = 0 - 20 = -20 m/s, logo a = -20 / 0,50 = -40 m/s^2. O sinal negativo indica que a aceleração aponta contra o sentido do movimento, ou seja, para trás.
- Aplique a segunda lei de Newton, F = m·a. Em módulo, F = 70 × 40 = 2800 N. Como a força do cinto tem o mesmo sentido da aceleração, ela atua para trás, no sentido oposto ao movimento do passageiro.
- Compare com o gabarito. A resposta obtida, 2800 N para trás, coincide com a alternativa B, que é o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A é 1400 N para baixo, pois a direção vertical não tem relação com a desaceleração horizontal. C é 350 N para frente, pois a força tem sentido contrário ao movimento e o valor não corresponde a m·|a|. D é 7000 N para trás, pois o valor é 2,5 vezes maior que o correto. E é 5600 N para frente, pois o valor é o dobro do correto e o sentido também está invertido.
💡 Dica: Calcule a aceleração e aplique na fórmula da força.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente multiplicou a massa pela velocidade inicial (70 × 20 = 1400) e esqueceu de dividir pelo tempo, além de atribuir uma direção vertical a uma força horizontal.
a = (0 - 20)/0,50 = -40 m/s²; F = m·a = 70 kg · (-40 m/s²) = -2,800 N; intensidade 2,800 N direcionada para trás, imposta pelo cinto.
O aluno calculou um valor numérico incorreto e acreditou que a força do cinto empurra o passageiro para frente, como se ele fosse arremessado pelo movimento, confundindo a inércia com uma força real.
O aluno obteve a intensidade com erro de cálculo, possivelmente ao usar um tempo incorreto (cerca de 0,2 s em vez de 0,5 s) ou ao combinar mal as operações de divisão, chegando a 7000 N.
Por que engana: O aluno pode confundir a direção da força média, escolhendo uma alternativa que indica uma força para frente em vez de para trás.
O aluno dobrou a aceleração (por exemplo, usando Δv = 40 m/s ou a fórmula de Torricelli sem o devido ajuste) e também inverteu o sentido da força, indicando para frente.
Raio-X da questão
força média e aceleração
avaliacao
força média e aceleração · segunda lei de Newton
Revisar as leis de Newton e cálculo de força.
O aluno pode confundir a direção da força média, escolhendo uma alternativa que indica uma força para frente em vez de para trás.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
Questões parecidas com resolução
- Em um experimento, a força resultante sobre um bloco é nula. O que se pode afirmar sobre seu movimento?
- Ao cair de bicicleta a cabeça (massa ˜ 5,0 kg) reduz sua velocidade de 8,0 m/s a zero em 0,02 s graças ao capacete…
- Um veículo autônomo aplica desaceleração constante de 8 m/s² para parar um passageiro de 70 kg que viajava a 15 m/s…
- Em uma atividade de Física, estudantes analisaram o movimento de um carrinho de 5,0 kg sobre um trilho horizontal. O…
- Um bloco de massa 2 kg desliza numa superfície horizontal com coeficiente de atrito cinético µk = 0,20. Uma força…
- Um bloco de massa m = 2 kg repousa sobre uma mesa horizontal sem atrito. A resultante das forças horizontais sobre o…
Todas as questões de Leis de Newton (Inércia, F=ma, Ação e Reação)
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog