Física9º anoMédia⏱ medio

Um usuário de massa m = 70,0 kg chega ao fim de um percurso com velocidade v = 4,00 m/s e é parado por um…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Um usuário de massa m = 70,0 kg chega ao fim de um percurso com velocidade v = 4,00 m/s e é parado por um sistema de freio que dissipa energia em distância d = 2,00 m. Use g = 10 m/s². Calcule a força média de frenagem F_média = (½ m v²)/d e compare com limite recomendado de 2000 N.

A) Força média ˜ 2,80×10² N; abaixo de 2000 N, portanto aceitável.
B) O cálculo ignora a massa do usuário, apenas considera a velocidade.
C) Força média de frenagem = 1400 N, muito acima do limite.
D) Freio dissipa energia em 1,0 m, não 2,0 m.
E) A velocidade inicial era 2 m/s, não 4 m/s.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique os dados: m = 70,0 kg, v = 4,00 m/s e d = 2,00 m. A massa e a velocidade bastam para o cálculo, e o valor de g não é necessário. Passo 2: Calcule a energia cinética que deve ser dissipada: Ec = ½ m v^2 = 0,5 x 70,0 x 4,00^2 = 0,5 x 70,0 x 16,0 = 560 J. Passo 3: Aplique a fórmula da força média, F_média = Ec / d = 560 / 2,00 = 280 N, ou seja, 2,80 x 10^2 N. Passo 4: Compare com o limite de 2000 N: 280 N é menor que 2000 N, portanto a frenagem é aceitável. Passo 5: Verifique o gabarito. A alternativa A está correta, e o gabarito oficial coincide com a resolução. Por que as outras estão erradas: B afirma que o cálculo ignora a massa, mas a massa aparece na fórmula da energia cinética. C dá 1400 N, valor que não resulta da fórmula correta e não respeita os dados. D muda o enunciado para 1,0 m, mas a distância dada é 2,00 m. E muda a velocidade para 2 m/s, mas o enunciado informa 4,00 m/s.

💡 Dica: Aplique a fórmula da força média de frenagem.

Alternativa por alternativa

A Correta

Energia: ½ m v² = ½·70·4² = 560 J; F_média = 560/2 = 280 N, que é menor que 2000 N do limite recomendado.

B Erradaerro: Conceitual

Acredita que a força de frenagem depende apenas da velocidade e que a massa do usuário não entra no cálculo, quando na verdade a massa aparece diretamente na energia cinética.

C Erradaerro: Conceituala que mais engana

Obtém 1400 N provavelmente ao calcular m g d = 70 x 10 x 2 (um valor de energia, ou um peso multiplicado pela distância) em vez de usar a energia cinética ½ m v^2, misturando energia com força.

Por que engana: Confundir a relação entre a força média de frenagem e a distância percorrida, levando a um cálculo incorreto da força.

D Erradaerro: Interpretação

Lê ou memoriza a distância de forma errada, supondo que o freio atua em 1,0 m. Com essa distância o resultado mudaria, mas o enunciado informa claramente 2,00 m.

E Erradaerro: Procedimental

Confunde a velocidade inicial de 4,00 m/s com 2 m/s, possivelmente por erro ao elevar ao quadrado ou ao tirar a raiz, o que leva a uma energia cinética de 140 J e a um resultado de 70 N.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

força média de frenagem

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de força média · energia cinética

📚 Reveja

Revisar a fórmula da força e a relação entre massa, velocidade e distância.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre a força média de frenagem e a distância percorrida, levando a um cálculo incorreto da força.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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