Durante uma atividade de Física, estudantes analisam a energia potencial gravitacional de um equipamento…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma atividade de Física, estudantes analisam a energia potencial gravitacional de um equipamento utilizado em um laboratório escolar. O equipamento, de massa desconhecida, está apoiado em uma plataforma situada a 2,0 m do piso. Nessa posição, sua energia potencial gravitacional, tomando o piso como nível de referência, é de 40 J. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s². Com base nos dados da situação, qual é a massa do equipamento?
- A) 1 kg
- B) 3 kg
- C) 2 kg
- D) 5 kg
- E) 4 kg
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A energia potencial gravitacional é Epg = 40 J, a altura é h = 2,0 m, a gravidade é g = 10 m/s² e a massa m é a incógnita.
- Escolha a fórmula. A energia potencial gravitacional é dada por Epg = m × g × h.
- Isole a massa. Temos m = Epg / (g × h).
- Calcule. O produto g × h é 10 × 2,0 = 20. Então m = 40 / 20 = 2 kg.
- Conclusão. A massa do equipamento é 2 kg, alternativa C, que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque 1 kg resulta de dividir 40 por 40, dobrando indevidamente o produto g × h. A alternativa B está errada porque 3 kg não corresponde a nenhuma operação correta com os dados. A alternativa D está errada porque 5 kg resulta de dividir 40 por (10 − 2), trocando a multiplicação por subtração. A alternativa E está errada porque 4 kg resulta de dividir 40 apenas por g, ignorando a altura.
💡 Dica: Use a fórmula da energia potencial gravitacional para encontrar a massa.
Alternativa por alternativa
O aluno dobrou o produto g × h, possivelmente confundindo a fórmula da energia potencial com a da energia cinética (½ m v²), e assim chegou a 40 = m × 40.
Por que engana: Confundir a relação entre altura e massa, calculando incorretamente a energia potencial.
O aluno fez uma combinação incorreta dos números, sem seguir a relação Epg = m × g × h, provavelmente por somar ou misturar grandezas.
A energia potencial gravitacional é dada por Epg = mgh. Substituindo os valores: 40 = m · 10 · 2. Portanto, 40 = 20m, e m = 2 kg.
O aluno calculou g − h = 8 em vez de g × h = 20 e então dividiu 40 por 8, o que mostra troca de operação.
O aluno dividiu a energia apenas pela gravidade (40 / 10 = 4), esquecendo de incluir a altura de 2,0 m na fórmula.
Raio-X da questão
energia potencial gravitacional
avaliacao
energia potencial gravitacional · força da gravidade
Revisar a fórmula da energia potencial gravitacional e suas aplicações.
Confundir a relação entre altura e massa, calculando incorretamente a energia potencial.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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