Durante uma atividade de Física, uma estudante ergue verticalmente uma caixa de massa 5 kg até uma prateleira…
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
Durante uma atividade de Física, uma estudante ergue verticalmente uma caixa de massa 5 kg até uma prateleira situada 10 m acima do piso. Considere que a aceleração da gravidade no local seja 9,8 m/s² e que o nível do piso corresponda à altura de referência, na qual a energia potencial gravitacional é nula. Despreze a resistência do ar. Com base nas informações do texto, qual é a energia potencial gravitacional da caixa ao atingir a prateleira?
- A) 4900 J
- B) 98 J
- C) 490 J
- D) 980 J
- E) 245 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A massa é m = 5 kg, a altura da prateleira em relação ao piso (referência, com energia potencial nula) é h = 10 m e a gravidade é g = 9,8 m/s².
- Lembre a fórmula da energia potencial gravitacional: Ep = m × g × h.
- Substitua os valores: Ep = 5 × 9,8 × 10.
- Calcule: 5 × 9,8 = 49 e 49 × 10 = 490. Logo, Ep = 490 J.
- Análise das demais alternativas. A alternativa A (4900 J) está errada porque multiplica por 10 a mais, como se a altura fosse 100 m ou o resultado tivesse sido multiplicado duas vezes pela altura. A alternativa B (98 J) está errada porque esquece a massa de 5 kg no cálculo. A alternativa D (980 J) está errada porque é o dobro do valor correto, resultado de um erro de multiplicação ou de dobrar a massa. A alternativa E (245 J) está errada porque corresponde a 0,5 × m × g × h, usando o fator 1/2 da energia cinética, que não pertence à energia potencial gravitacional.
- Conclusão: o gabarito oficial C (490 J) está correto.
💡 Dica: Aplique a fórmula da energia potencial gravitacional.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente multiplicou a altura por 10 duas vezes, ou usou 100 m como altura, obtendo 5 × 9,8 × 100 = 4900 J.
O aluno calculou apenas g × h, esquecendo de multiplicar pela massa da caixa (9,8 × 10 = 98 J).
Por que engana: Confundir a fórmula da energia potencial com a de energia cinética, aplicando a massa e altura de forma incorreta.
A energia potencial gravitacional é calculada por E_p = m·g·h. Substituindo os valores fornecidos, obtém-se E_p = 5 · 9,8 · 10 = 490 J.
O aluno obteve o dobro do valor correto, possivelmente multiplicando a massa por 2 ou fazendo um erro de cálculo ao multiplicar 5 × 9,8 × 10.
O aluno acrescentou o fator 1/2 da energia cinética (1/2 × m × v²) à fórmula da energia potencial, calculando 0,5 × 5 × 9,8 × 10 = 245 J.
Raio-X da questão
energia potencial gravitacional
avaliacao
fórmula da energia potencial · unidades de medida
Revisar a fórmula da energia potencial gravitacional e suas aplicações.
Confundir a fórmula da energia potencial com a de energia cinética, aplicando a massa e altura de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
autogestao
cientifico
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