Um trem realiza movimento composto em três fases: (I) acelera uniformemente de v0 = 20 m/s com a1 = 0.5 m/s²…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um trem realiza movimento composto em três fases: (I) acelera uniformemente de v0 = 20 m/s com a1 = 0.5 m/s² por 30 s; (II) segue em velocidade constante pelo tempo t2 = 120 s; (III) desacelera uniformemente até parar em t3 = 40 s. Calcule a distância total percorrida e descreva qualitativamente os gráficos v(t) e s(t).
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Fase I: v1 = v0 + a1·t1 = 20 + 0.5·30 = 35 m/s. Distância s1 = v0·t1 + 0.5·a1·t1² = 20·30 + 0.5·0.5·900 = 600 + 225 = 825 m. Fase II: velocidade constante v = 35 m/s, s2 = v·t2 = 35·120 = 4 200 m. Fase III: v final = 0 em t3 ? a3 = (0-35)/40 = -0.875 m/s²; s3 = v1·t3 + 0.5·a3·t3² = 35·40 + 0.5·(-0.875)·1600 = 1 400 - 700 = 700 m. Distância total = s1 + s2 + s3 = 825 + 4 200 + 700 = 5 725 m. Gráficos: v(t) é peça linear crescente em I, constante em II e linear decrescente em III; s(t) é curva quadrática ascendente em I, reta com declive constante em II e curva de concavidade negativa em III, todas contínuas nos instantes de transição.
Explicação
A solução apresenta o cálculo das variáveis de movimento em cada fase, utilizando as fórmulas apropriadas para aceleração, velocidade constante e desaceleração. A análise dos gráficos v(t) e s(t) reflete as mudanças de velocidade e a relação entre posição e tempo, evidenciando a continuidade e a natureza das funções em cada fase do movimento. Assim, a resposta abrange tanto os aspectos quantitativos quanto qualitativos do problema.
Raio-X da questão
movimento composto
avaliacao
movimento uniformemente acelerado · gráficos de movimento
Revisar as equações do movimento uniformemente acelerado e os gráficos de movimento.
O aluno pode confundir as fases do movimento e não considerar corretamente a distância percorrida em cada uma delas.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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