Queda com Resistência do Ar: Energia Cinética e Trabalho | Física 11º Ano

Uma esfera, largada de uma certa altura, cai verticalmente até atingir o solo.
Na Figura 2, apresenta-se um esboço do gráfico do módulo da velocidade, v, dessa esfera, em função do tempo, t, desde o instante em que a esfera é largada até atingir o solo.
Considere que a esfera pode ser representada pelo seu centro de massa (modelo da partícula material).
Conclua se a variação de energia cinética da esfera entre a posição em que é largada e o solo é maior, menor ou igual ao trabalho realizado pela força gravítica que nela atua, nesse deslocamento.
Apresente, num texto estruturado e com linguagem científica adequada, a fundamentação da conclusão solicitada.

Tópicos de resposta: A) O módulo da velocidade da esfera não varia linearmente com o tempo (ou equivalente), o que permite concluir que a força de resistência do ar não é desprezável. B) No deslocamento considerado, a soma dos trabalhos realizados pela força gravítica e pela força de resistência do ar, que atuam na esfera, é menor do que o trabalho realizado pela força gravítica, uma vez que o trabalho realizado pela força de resistência do ar é negativo. C) Como a soma dos trabalhos realizados pelas forças que atuam na esfera é igual à variação de energia cinética da esfera, conclui-se que, nesse deslocamento, a variação de energia cinética da esfera é menor do que o trabalho realizado pela força gravítica que nela atua. OU A) O módulo da velocidade da esfera não varia linearmente com o tempo (ou equivalente), o que permite concluir que a força de resistência do ar não é desprezável. B) A força de resistência do ar e a força gravítica que atuam na esfera têm sentidos opostos, pelo que a resultante das forças que atuam na esfera terá uma intensidade menor do que a intensidade da força gravítica. C) Como o trabalho que seria realizado pela resultante das forças que atuam na esfera é igual à variação de energia cinética da esfera, conclui-se que, nesse deslocamento, a variação de energia cinética da esfera é menor do que o trabalho realizado pela força gravítica que nela atua. OU A) O módulo da velocidade da esfera não varia linearmente com o tempo (ou equivalente), o que permite concluir que a força de resistência do ar não é desprezável. OU No deslocamento considerado, o aumento do módulo da velocidade da esfera é inferior ao que ocorreria se houvesse conservação da energia mecânica do sistema esfera + Terra. B) No deslocamento considerado, o aumento da energia cinética da esfera é inferior à diminuição da energia potencial gravítica do sistema esfera + Terra. C) Como a variação da energia potencial gravítica do sistema é simétrica do trabalho realizado pela força gravítica que atua na esfera, conclui-se que, nesse deslocamento, a variação de energia cinética da esfera é menor do que o trabalho realizado pela força gravítica que nela atua. Níveis e Descritores de desempenho:

Níveis	Descritores de desempenho	Pontuação
5	A resposta: integra os três tópicos; é estruturada; apresenta linguagem científica adequada.	10
4	A resposta: integra os três tópicos; apresenta falhas de estrutura e/ou na linguagem científica.	8
3	A resposta: integra apenas os tópicos A e B ou apenas os tópicos B e C; é estruturada; apresenta linguagem científica adequada.	6
2	A resposta: integra apenas os tópicos A e B ou apenas os tópicos B e C; apresenta falhas de estrutura e/ou na linguagem científica.	4
1	A resposta: integra apenas o tópico A ou apenas o tópico B; apresenta linguagem científica adequada.	2