Durante uma sequência de ginástica, uma aluna de massa m = 45 kg eleva seu centro de massa ?h = 0,40 m em t =…
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 sequência de ginástica, uma aluna de massa m = 45 kg eleva seu centro de massa ?h = 0,40 m em t = 0,50 s. Considere g = 10 m/s². Calcule o trabalho realizado contra a gravidade (J) e a potência média (W). Use W = m·g·?h e P = W/t.
- A) Trabalho = 200 J; Potência média = 400 W
- B) Trabalho = 360 J; Potência média = 720 W
- C) Trabalho = 180 J; Potência média = 540 W
- D) Trabalho = 90 J; Potência média = 180 W
- E) Trabalho = 180 J; Potência média = 360 W
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identificar os dados: m = 45 kg, variação de altura Δh = 0,40 m, t = 0,50 s e g = 10 m/s².
- Calcular o trabalho contra a gravidade pela fórmula W = m·g·Δh. Temos W = 45 × 10 × 0,40 = 450 × 0,40 = 180 J.
- Calcular a potência média pela fórmula P = W/t. Temos P = 180 / 0,50 = 360 W.
- Conferir com as alternativas. A alternativa E apresenta trabalho de 180 J e potência de 360 W, exatamente os valores obtidos. O gabarito oficial E está correto e coincide com a resolução independente.
- Analisar por que as outras estão erradas. A apresenta 200 J, valor que não resulta de 45 × 10 × 0,40. B dobra o trabalho para 360 J e a potência para 720 W, o que não corresponde aos dados. C mantém o trabalho correto de 180 J, mas a potência de 540 W não é 180 dividido por 0,50. D usa 90 J, que é metade do trabalho correto e equivale a aplicar a fórmula de energia com fator ½, que não se aplica aqui.
💡 Dica: Calcule primeiro o trabalho e depois a potência média.
Alternativa por alternativa
O aluno errou o cálculo do trabalho, chegando a 200 J em vez de 180 J, e depois dividiu corretamente esse valor errado por 0,50 s para obter 400 W.
O aluno dobrou o valor do trabalho (360 J), possivelmente por usar g = 20 m/s² ou por tratar a altura como 0,80 m, e a potência de 720 W decorre desse valor dobrado.
Por que engana: Calcular o trabalho sem considerar a altura correta ou a massa da aluna, levando a um resultado incorreto.
O aluno calculou o trabalho corretamente, mas errou a potência, obtendo 540 W ao multiplicar em vez de dividir por 0,50 s, ou usando um tempo incorreto.
O aluno aplicou um fator ½ ao trabalho, como se usasse a fórmula da energia cinética, e obteve 90 J; a potência de 180 W vem desse valor metade.
Trabalho W = m·g·?h = 45·10·0,40 = 180 J. Potência média P = W/t = 180/0,50 = 360 W.
Raio-X da questão
trabalho e potência
avaliacao
trabalho e potência · força e movimento
Revisar as fórmulas de trabalho e potência na física.
Calcular o trabalho sem considerar a altura correta ou a massa da aluna, levando a um resultado incorreto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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