Analise o movimento e as forças numa peteca de massa m = 0,02 kg lançada verticalmente para cima com v0 = 6…
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
Analise o movimento e as forças numa peteca de massa m = 0,02 kg lançada verticalmente para cima com v0 = 6 m/s. Calcule: (a) altura máxima h e tempo total de voo sem resistência do ar; (b) estimativa da força de arrasto inicial Fd usando Fd = ½ C ? A v² com C = 1,2, ? = 1,2 kg/m³ e A = 0,01 m²; compare Fd com o peso e discuta o efeito do arrasto sobre h.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo: (a) h = v0²/(2g) = 36/(2·10)=1,8 m. Tempo subida t?=v0/g=6/10=0,6 s, tempo total ˜1,2 s. (b) Fd=½·1,2·1,2·0,01·6²=0,2592 N. Peso mg=0,02·10=0,2 N. Fd ? mg inicialmente, logo arrasto é significativo; causa desaceleração maior que g no início, reduzindo a altura real em relação ao valor sem arrasto. Observação: Fd varia com v², decresce ao subir; cálculo exato requer integração numérica ou modelo dependente da velocidade.
Explicação
O cálculo da altura máxima utiliza a fórmula da cinemática, que relaciona a velocidade inicial e a aceleração da gravidade, resultando em 1,8 m. O tempo de voo total é obtido somando o tempo de subida e descida, considerando que ambos são iguais em um movimento simétrico. A força de arrasto é significativa em comparação ao peso, indicando que a resistência do ar afeta a trajetória da peteca, reduzindo a altura máxima alcançada.
Raio-X da questão
movimento vertical e forças
avaliacao
movimento vertical · forças em física
Revisar as leis do movimento e a força de arrasto.
O aluno pode confundir a altura máxima com o tempo de voo, não separando corretamente os conceitos de movimento e forças.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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