Um eixo de rotor acoplado a um motor tem massa equivalente de 3,0 kg e sua borda move-se com velocidade linear…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um eixo de rotor acoplado a um motor tem massa equivalente de 3,0 kg e sua borda move-se com velocidade linear de 10 m/s. Calcule a energia cinética translacional associada ao rotor. Use Ec = 1/2·m·v² (Ec em J, m em kg, v em m/s).
- A) Ec = 3,0·(10)² = 300 J.
- B) Ec = 1/2·3,0·(10)² = 150 J.
- C) Ec = 1/2·3,0·10 = 15 J.
- D) Ec = 1/2·3,0·(5,0)² = 37,5 J.
- E) Ec = 1/2·3,0·(10)³ = 1500 J.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado: m = 3,0 kg e v = 10 m/s. A questão pede a energia cinética translacional, dada pela fórmula Ec = 1/2·m·v². Passo 2: Calcule primeiro o quadrado da velocidade: v² = 10² = 100 (m/s)². Passo 3: Substitua na fórmula: Ec = 1/2·3,0·100 = 1,5·100 = 150 J. Passo 4: Resolvi por conta própria e cheguei à alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Verifique por que as outras estão erradas. A omite o fator 1/2 da fórmula, então dobra o resultado. C calcula apenas v, sem elevá-lo ao quadrado. D troca a velocidade de 10 m/s por 5,0 m/s, valor que não aparece no enunciado. E eleva a velocidade ao cubo em vez de ao quadrado, o que altera a dimensão do resultado. Conclusão: a energia cinética é 150 J, alternativa B.
💡 Dica: Substitua a massa e a velocidade na fórmula, elevando a velocidade ao quadrado.
Alternativa por alternativa
O aluno esquece o fator 1/2 da fórmula e calcula apenas m·v², o que dobra o valor correto.
Por que engana: O aluno pode esquecer o fator 1/2 ou não elevar a velocidade ao quadrado, confundindo a fórmula da energia cinética com uma multiplicação simples.
Aplicando Ec = 1/2·m·v²: 0,5×3,0×100 = 150 J; unidades: kg·(m/s)² = J.
O aluno não eleva a velocidade ao quadrado e usa v diretamente na fórmula, tratando a energia como grandeza linear em v.
O aluno substitui a velocidade de 10 m/s por 5,0 m/s, possivelmente confundindo a velocidade da borda com a metade dela ou com um raio, dado que não aparece no enunciado.
O aluno eleva a velocidade ao cubo em vez de ao quadrado, aplicando errado a potência da fórmula.
Raio-X da questão
Energia cinética translacional
fixacao
Substituição em fórmulas físicas · Potenciação e unidades do SI
Revise a fórmula da energia cinética e a substituição correta dos valores, incluindo o quadrado da velocidade.
O aluno pode esquecer o fator 1/2 ou não elevar a velocidade ao quadrado, confundindo a fórmula da energia cinética com uma multiplicação simples.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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