(Dissertativa) Considere o gráfico v(t) de uma partícula de massa m = 1,50 kg: 0–2 s: v aumenta linearmente de…
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
(Dissertativa) Considere o gráfico v(t) de uma partícula de massa m = 1,50 kg: 0–2 s: v aumenta linearmente de 0 a 4,00 m·s?¹; 2–5 s: v = 4,00 m·s?¹; 5–8 s: v decresce linearmente de 4,00 m·s?¹ a -2,00 m·s?¹. Calcule: (a) deslocamento total entre 0 e 8 s; (b) acelerações médias em 0–2 s e 5–8 s; (c) trabalho total da força resultante no intervalo.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
(a) deslocamento = área sob v(t): triângulo 0–2 s = ½·2·4 = 4,00 m; retângulo 2–5 s = 3·4 = 12,00 m; trapézio 5–8 s = 3·(4+(-2))/2 = 3·1 = 3,00 m. Total = 4+12+3 = 19,0 m. (b) a_{0–2} = ?v/?t = (4,00-0)/2 = 2,00 m·s?²; a_{5–8} = (-2,00-4,00)/3 = -2,00 m·s?². (c) trabalho = ?K = ½ m (v_f²-v_i²) = 0,5·1,50·[(-2,00)²-0²] = 0,75·4 = 3,00 J.
Explicação
O deslocamento total é encontrado somando as áreas sob o gráfico da velocidade, que representam a distância percorrida em cada intervalo de tempo. As acelerações médias são calculadas pela variação da velocidade dividida pelo tempo em cada intervalo, refletindo as mudanças na velocidade da partícula. O trabalho total é determinado pela variação da energia cinética, que considera a massa da partícula e a diferença entre as velocidades inicial e final, resultando na quantidade de energia transferida pela força resultante.
Raio-X da questão
movimento retilíneo variado
avaliacao
cálculo de deslocamento · aceleração média
Revisar as fórmulas de deslocamento, aceleração e trabalho em física.
O aluno pode confundir a aceleração média com a variação de velocidade, não considerando o tempo corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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