Um corpo de massa 2 kg é solto do repouso a 5 m de altura. Despreze resistência do ar. Determine a velocidade…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um corpo de massa 2 kg é solto do repouso a 5 m de altura. Despreze resistência do ar. Determine a velocidade ao atingir o solo. Use g = 10 m/s².
- A) 10 m/s
- B) 15 m/s
- C) 20 m/s
- D) 0 m/s
- E) 5 m/s
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. Massa m = 2 kg (não influi, pois sem resistência do ar todos os corpos caem igual), altura h = 5 m, velocidade inicial v0 = 0 (solto do repouso) e g = 10 m/s^2.
- Escolher o princípio adequado. Como não há resistência do ar, a energia mecânica se conserva: a energia potencial gravitacional no topo transforma-se integralmente em energia cinética no solo.
- Escrever a conservação da energia: m*g*h = (m*v^2)/2. A massa se cancela, resultando em g*h = v^2/2, ou seja, v^2 = 2*g*h.
- Substituir os valores: v^2 = 2 * 10 * 5 = 100.
- Extrair a raiz quadrada: v = raiz de 100 = 10 m/s. Logo, a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: B (15 m/s) não corresponde a nenhuma relação válida com g = 10 m/s^2 e h = 5 m; C (20 m/s) exigiria uma altura de 20 m na equação v^2 = 2gh; D (0 m/s) confunde a velocidade inicial nula com a velocidade final, mas o corpo ganha velocidade durante a queda; E (5 m/s) corresponde ao valor numérico da altura, sem aplicar corretamente a fórmula.
💡 Dica: Use a fórmula da energia potencial e cinética.
Alternativa por alternativa
Conservação de energia: mgh = ½ m v² ? v = v(2 g h) = v(2·10 m/s²·5 m) = 10 m/s; a massa cancela.
O aluno provavelmente somou grandezas de naturezas diferentes ou aplicou uma fórmula sem sentido físico, obtendo 15 a partir de 10 + 5. Não percebe que a velocidade depende de g e h pela relação v^2 = 2gh.
Por que engana: Confundir a fórmula da velocidade final com a da aceleração, resultando em um valor incorreto.
O aluno provavelmente tomou o valor 2 de algum fator da fórmula como resultado final ou usou um tempo de queda arbitrário na equação v = g*t, sem calcular o tempo corretamente. Assim, chegou a 20 m/s sem relação com a energia conservada.
O aluno confunde o repouso inicial do corpo com a ausência de velocidade durante toda a queda. Usa a intuição de que algo solto do repouso continuaria parado, ignorando que a gravidade acelera o corpo.
O aluno provavelmente trocou a grandeza pedida: tomou o valor da altura (5 m) como se fosse a velocidade, ou esqueceu de aplicar a raiz quadrada e o produto 2*g*h corretamente. Mistura unidades e conceitos de posição e velocidade.
Raio-X da questão
velocidade de queda livre
avaliacao
movimento uniformemente acelerado · forças e gravidade
Revisar as leis da conservação de energia e movimento uniformemente acelerado.
Confundir a fórmula da velocidade final com a da aceleração, resultando em um valor incorreto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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