Durante um experimento em um laboratório de Física, um eletroímã exerce uma força constante de 0,50 N sobre um…
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 um experimento em um laboratório de Física, um eletroímã exerce uma força constante de 0,50 N sobre um pequeno ímã. O ímã se desloca 2,0 m, formando um ângulo de 60° com a direção da força, conforme indicado pelo sistema de medição do laboratório. Com base nos dados do experimento, qual é o trabalho realizado pela força exercida pelo eletroímã sobre o ímã?
- A) 0,25 J
- B) 0,50 J
- C) 0,87 J
- D) 0,00 J
- E) 1,00 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A força constante vale F = 0,50 N, o deslocamento vale d = 2,0 m e o ângulo entre a força e o deslocamento vale θ = 60°. Passo 2: Lembre a definição de trabalho de uma força constante: W = F x d x cos(θ). Só a componente da força paralela ao deslocamento realiza trabalho, e essa componente é dada pelo cosseno do ângulo. Passo 3: Calcule o cosseno de 60°, que vale 0,5. Passo 4: Substitua os valores: W = 0,50 x 2,0 x 0,5 = 0,50 J. Passo 5: Compare com o gabarito oficial. O resultado obtido é 0,50 J, que corresponde à alternativa B, portanto o gabarito está correto. Por que as outras estão erradas: A) 0,25 J resultaria de usar o cosseno duas vezes ou de tomar metade da força, o que não corresponde à fórmula. C) 0,87 J corresponderia a usar o seno de 60° (aproximadamente 0,866) no lugar do cosseno. D) 0,00 J só ocorreria se a força fosse perpendicular ao deslocamento (ângulo de 90°), o que não é o caso. E) 1,00 J seria obtido ao ignorar o cosseno e multiplicar apenas F por d.
💡 Dica: Calcule o trabalho usando a fórmula W = F * d.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente aplicou o cosseno de 60° duas vezes ou reduziu a força pela metade antes de multiplicar, chegando a 0,25 J.
O trabalho de uma força constante é calculado por W = F · d · cos θ. Substituindo os valores, W = 0,50 · 2,0 · cos 60° = 1,0 · 0,50 = 0,50 J.
O aluno provavelmente usou o seno de 60° (cerca de 0,87) em vez do cosseno (0,5) na fórmula do trabalho, trocando a função trigonométrica.
O aluno provavelmente acredita que, como o ímã se moveu, o trabalho da força deve ser nulo, ou confunde o ângulo de 60° com um ângulo de 90°, em que o cosseno é zero.
O aluno provavelmente esqueceu de incluir o cosseno do ângulo na fórmula e calculou apenas F x d = 0,50 x 2,0 = 1,00 J.
Raio-X da questão
trabalho em física
avaliacao
cálculo de trabalho · força e deslocamento
Revisar a fórmula do trabalho e suas aplicações em física.
Confundir a unidade de trabalho com a força, utilizando 0,5 N ao invés de calcular o trabalho corretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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