Em uma brincadeira com estilingue, uma criança lança uma pedrinha de massa m = 0,020 kg; a banda elástica tem…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Experimentar e fruir exercícios físicos que solicitem diferentes capacidades físicas, identificando seus tipos (força, velocidade, resistência, flexibilidade) e as sensações corporais provocadas pela sua prática.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma brincadeira com estilingue, uma criança lança uma pedrinha de massa m = 0,020 kg; a banda elástica tem constante k = 800 N/m e é esticada x = 0,150 m. Considerando conversão total da energia elástica em cinética e lançamento horizontal a partir de altura h = 1,20 m, use g = 10 m/s². Use: U_el = 1/2·k·x², 1/2·k·x² = 1/2·m·v², t = sqrt(2h/g), R = v·t. Calcule a velocidade de lançamento v (m/s) e o alcance horizontal R (m).
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Energia elástica: U = 1/2·k·x² = 0,5·800·(0,15)² = 18 J. Igualando à cinética: 18 = 0,5·0,020·v² ? v² = 18/(0,01) = 1800 ? v = 30 m/s. Tempo de queda: t = sqrt(2h/g) = sqrt(2·1,2/10) = sqrt(0,24) ˜ 0,49 s. Alcance: R = v·t = 30·0,49 ˜ 14,7 m.
Explicação
A energia elástica armazenada na banda do estilingue é convertida em energia cinética da pedrinha, permitindo calcular sua velocidade ao ser lançada. O tempo de queda é determinado pela altura e pela aceleração da gravidade, e o alcance horizontal é obtido multiplicando a velocidade de lançamento pelo tempo de queda. Assim, todos os cálculos seguem a conservação de energia e as equações do movimento, resultando nos valores encontrados.
Raio-X da questão
energia elástica e cinética
avaliacao
energia potencial e cinética · movimento de projéteis
Revisar a conversão de energia e movimento em duas dimensões.
O aluno pode confundir a energia elástica com a energia cinética, não aplicando corretamente as fórmulas para calcular a velocidade e o alcance.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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