Ao descer uma ladeira de 50 m com inclinação ? = 10°, um ciclista de massa m = 80 kg parte com velocidade v0 =…
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
Ao descer uma ladeira de 50 m com inclinação ? = 10°, um ciclista de massa m = 80 kg parte com velocidade v0 = 5 m/s. Considerando g = 10 m/s² e coeficiente de frenagem efetivo µ = 0,4, discuta se os freios param o ciclista antes do fim da ladeira e proponha medidas de segurança. Use equações do movimento e energia.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo: componente da aceleração devido à gravidade ao longo da rampa: g·sin? ˜ 10·sin10° ˜ 10·0,174 = 1,74 m/s². Deceleração máxima das pastilhas: a_freio = µ·g = 0,4·10 = 4,0 m/s². A desaceleração líquida ao frear é a = a_freio - g·sin? = 4,0 - 1,74 = 2,26 m/s² (para µg > g·sin?). Distância de parada: d = v0²/(2a) = 5²/(2·2,26) ˜ 25/4,52 ˜ 5,53 m, muito menor que 50 m, logo os freios são suficientes. Medidas de segurança: manutenção periódica dos freios e pneus, reduzir velocidade antes da descida, usar marcha baixa, capacete e proteção, verificar carga e evitar frenagem brusca que possa concentrar calor e reduzir µ.
Explicação
A análise da aceleração e desaceleração do ciclista mostra que a força de frenagem é suficiente para parar o ciclista antes de atingir o final da ladeira. O cálculo da distância de parada, que é significativamente menor que a extensão da ladeira, confirma a eficácia dos freios. As medidas de segurança propostas são essenciais para garantir a segurança do ciclista em descidas e prevenir acidentes.
Raio-X da questão
movimento e energia
avaliacao
equações do movimento · energia cinética e potencial
Revisar as equações do movimento e a conservação de energia.
O aluno pode confundir a relação entre a energia cinética e a energia potencial, não considerando corretamente a perda de energia devido à frenagem.
saude
pensamento_critico
cientifico
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