No início de uma corrida para o jogo 'queimado', um aluno de massa 30 kg acelera de 0 até 3,0 m/s em 1,5 s…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Experimentar e fruir, prezando pelo trabalho coletivo e pelo protagonismo, a prática de esportes de marca e de precisão, identificando os elementos comuns a esses esportes.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
No início de uma corrida para o jogo 'queimado', um aluno de massa 30 kg acelera de 0 até 3,0 m/s em 1,5 s. Usando a = ?v/?t e F = m·a (com F em N), calcule a aceleração média e a força horizontal média exercida nos pés.
- A) a = 3,0 m/s²; F = 90 N
- B) a = 4,0 m/s²; F = 120 N
- C) a = 2,5 m/s²; F = 75 N
- D) a = 2,0 m/s²; F = 60 N.
- E) a = 1,5 m/s²; F = 45 N
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A massa é m = 30 kg, a velocidade inicial é v0 = 0, a velocidade final é v = 3,0 m/s e o intervalo de tempo é Δt = 1,5 s. Passo 2: Calcule a aceleração média pela fórmula a = Δv/Δt. Como Δv = 3,0 - 0 = 3,0 m/s, temos a = 3,0 / 1,5 = 2,0 m/s². Passo 3: Calcule a força média pela segunda lei de Newton, F = m·a = 30 × 2,0 = 60 N. Passo 4: Compare com o gabarito. Minha resolução chegou a a = 2,0 m/s² e F = 60 N, que corresponde à alternativa D, coincidindo com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A alternativa A usa a = 3,0 m/s², que é a própria velocidade final, esquecendo de dividir pelo tempo. A alternativa B usa a = 4,0 m/s², valor que não surge de nenhuma divisão correta dos dados. A alternativa C usa a = 2,5 m/s², resultado de um cálculo incorreto da razão entre a variação de velocidade e o tempo. A alternativa E usa a = 1,5 m/s², valor igual ao tempo, confundindo a grandeza aceleração com o intervalo de tempo.
💡 Dica: Calcule a aceleração e depois a força usando as fórmulas dadas.
Alternativa por alternativa
O aluno usou a velocidade final (3,0 m/s) diretamente como aceleração, sem dividir pelo intervalo de 1,5 s. Depois propagou esse valor em F = m·a, obtendo 90 N.
O aluno provavelmente errou a divisão ou a fórmula da aceleração, obtendo 4,0 m/s² de forma incorreta, e então calculou F = 30 × 4 = 120 N. Não há relação física válida entre os dados que leve a esse valor.
Por que engana: Confundir a fórmula da aceleração e aplicar incorretamente os valores de tempo e velocidade, resultando em um cálculo errado da força.
O aluno errou a conta da razão Δv/Δt (por exemplo, dividindo por um tempo diferente de 1,5 s ou com erro aritmético), obtendo 2,5 m/s² e depois F = 75 N.
a = (3,0-0)/1,5 = 2,0 m/s². F = m·a = 30 kg·2,0 m/s² = 60 N.
O aluno confundiu o valor do tempo (1,5 s) com a aceleração, tratando o intervalo de tempo como se fosse a grandeza aceleração. Com isso obteve F = 30 × 1,5 = 45 N.
Raio-X da questão
aceleração e força
avaliacao
cálculo de aceleração · força e massa
Revisar as fórmulas de aceleração e força na física.
Confundir a fórmula da aceleração e aplicar incorretamente os valores de tempo e velocidade, resultando em um cálculo errado da força.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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