Em uma aula prática, dois alunos em cadeira com rodinhas se empurram mutuamente e se afastam. O professor pede…
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
Em uma aula prática, dois alunos em cadeira com rodinhas se empurram mutuamente e se afastam. O professor pede que a turma explique por que ambos se movem, mesmo sem alguém 'carregar' o outro. — Qual explicação melhor responde ao professor?
- A) Os dois se afastam porque a energia do empurrão é distribuída igualmente entre os corpos, convertendo-se em movimento nas duas cadeiras.
- B) Os dois se afastam porque o peso de cada aluno é equilibrado pelo atrito das rodas, permitindo que a gravidade os empurre para lados opostos.
- C) As forças de interação entre os alunos são internas ao sistema e, por ação e reação, produzem impulsos de mesma intensidade e sentidos opostos, fazendo com que ambos se afastem com momentos contrários.
- D) Os dois se afastam porque a força que cada um faz no outro se soma ao movimento inicial da cadeira, aumentando a velocidade dos dois na mesma direção.
- E) Os dois se afastam porque a massa de cada aluno faz com que a cadeira receba a mesma aceleração, independentemente da força aplicada entre eles.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o fenômeno. Os dois alunos se empurram mutuamente, ou seja, cada um exerce uma força sobre o outro. Não há ninguém de fora empurrando o sistema, então a explicação deve vir da interação entre os próprios corpos. Passo 2: Aplique a terceira lei de Newton (ação e reação). Quando o aluno 1 empurra o aluno 2 com uma força F, o aluno 2 empurra o aluno 1 com uma força de mesma intensidade F, em sentido oposto. Essas forças atuam em corpos diferentes. Passo 3: Analise o efeito sobre cada cadeira. Cada corpo recebe uma força de intensidade F e sentido contrário ao do outro, e por isso ambos se afastam em direções opostas. As forças são internas ao sistema formado pelos dois alunos e pelas cadeiras, de modo que não há força externa resultante que mude o movimento do conjunto como um todo. Passo 4: Compare com o gabarito. A alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial. Apenas a expressão momentos contrários é imprecisa, pois o correto seria dizer quantidades de movimento ou impulsos de sentidos opostos. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A é falsa porque o que é igual é a força, não a energia, e a energia não se divide igualmente entre os corpos. B é falsa porque atrito e gravidade não explicam o afastamento horizontal dos alunos. D é falsa porque as forças atuam em corpos diferentes e em sentidos opostos, não se somando na mesma direção. E é falsa porque a aceleração depende da força e da massa (a = F/m), então forças iguais com massas diferentes geram acelerações diferentes.
💡 Dica: Pense no sistema como um todo e nas forças internas trocadas entre os alunos.
Alternativa por alternativa
Confunde força com energia e imagina que o empurrão é uma quantidade de energia dividida igualmente entre os alunos. Na verdade, o que é igual para os dois é a intensidade da força de interação.
Atribui o afastamento ao peso e à gravidade, que atuam na vertical, e ao atrito das rodas, ignorando que o movimento é horizontal e resulta do empurrão mútuo.
Resposta correta: reconhece que a interação é interna ao sistema e que os impulsos trocados têm mesma intensidade e sentidos opostos, gerando movimentos em sentidos contrários.
Acredita que as forças de um aluno sobre o outro se somam e aceleram o conjunto na mesma direção, esquecendo que cada força atua em um corpo diferente e em sentido oposto.
Por que engana: Achar que o movimento dos dois exige uma força externa ou que ambos devem ir para o mesmo lado.
Supõe que a aceleração é a mesma para as duas cadeiras independentemente da força, desconsiderando a relação a = F/m. Com forças iguais e massas diferentes, as acelerações são diferentes.
Raio-X da questão
Conservação do momento linear.
Aplicar conservação
Forças de ação e reação. · Momento linear de um sistema.
Impulso e terceira lei de Newton.
Achar que o movimento dos dois exige uma força externa ou que ambos devem ir para o mesmo lado.
Segurança e convivência em atividades práticas.
Raciocínio crítico.
Sistema de alunos em
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