Um carrinho de massa 2 kg, movendo-se a 3 m/s, é trazido a repouso por uma força constante de 12 N contrária…
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
Um carrinho de massa 2 kg, movendo-se a 3 m/s, é trazido a repouso por uma força constante de 12 N contrária ao movimento. Determine o intervalo de tempo necessário para parar o carrinho.
- A) 0,25 s, devido à força constante.
- B) 3 s, pois a massa é 2 kg.
- C) 1 s, pois a força é maior que a massa.
- D) 0,5 s
- E) 2 s, pois a velocidade inicial é maior.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 2 kg, velocidade inicial v0 = 3 m/s, força de frenagem F = 12 N, contrária ao movimento, e velocidade final v = 0 (o carrinho para). Passo 2: Calcule a desaceleração pela Segunda Lei de Newton: F = m·a, logo a = F/m = 12/2 = 6 m/s², com sinal negativo por se opor ao movimento. Passo 3: Use a equação horária da velocidade: v = v0 + a·t. Com v = 0: 0 = 3 + (-6)·t, então t = 3/6 = 0,5 s. Passo 4: Conclusão: a alternativa correta é D, 0,5 s. Por que as outras estão erradas: A divide a velocidade pela força e ignora a massa; B iguala o tempo ao valor da velocidade; C inverte a relação, pois força maior produz parada mais rápida, e não mais lenta; E usa o valor numérico da massa como se fosse o tempo. O gabarito oficial (D) está correto e coincide com a resolução feita de forma independente.
💡 Dica: Use a segunda lei de Newton para encontrar o tempo.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou 3/12 = 0,25, dividindo a velocidade pela força e ignorando a massa. A Segunda Lei exige obter primeiro a aceleração pela razão F/m.
Por que engana: Confundir a relação entre força, massa e aceleração, levando a um cálculo incorreto do tempo necessário para parar o carrinho.
O aluno tomou o valor numérico da velocidade (3 m/s) como se fosse o tempo de frenagem, sem usar a aceleração. A massa de 2 kg não é o tempo.
O aluno acredita que uma força maior demora mais para parar o corpo, quando na verdade uma força maior produz desaceleração maior e parada mais rápida. A relação entre força e tempo está invertida.
?p = m·(v_f-v_i) = 2·(0-3) = -6 kg·m/s; |?p|=6 N·s; ?t = |?p|/F = 6 / 12 N = 0,5 s.
O aluno associou o tempo à massa (2 kg resultou em 2 s) e justificou com a ideia de que maior velocidade exige mais tempo. Confunde grandezas e não aplica a equação v = v0 + a·t.
Raio-X da questão
movimento retilíneo uniformemente retardado
avaliacao
segunda lei de Newton · movimento retilíneo uniforme
Revisar as leis de Newton e o conceito de força resultante.
Confundir a relação entre força, massa e aceleração, levando a um cálculo incorreto do tempo necessário para parar o carrinho.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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