Física9º anoFácil⏱ medio

Um aluno de 40 kg pratica ginástica de conscientização e, lentamente, eleva o centro de massa verticalmente h…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Um aluno de 40 kg pratica ginástica de conscientização e, lentamente, eleva o centro de massa verticalmente h = 0,05 m em ?t = 2,0 s. Use g = 10 m/s². Calcule o trabalho contra a gravidade W = m·g·h (J) e a potência média P = W/?t (W).

A) W = 200 J; P = 100 W.
B) W = 2 J; P = 1 W.
C) W = 20 J; P = 20 W.
D) W = 20 N; P = 10 J/s.
E) W = 20 J; P = 10 W.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Identifique os dados: m = 40 kg, h = 0,05 m, g = 10 m/s^2 e intervalo de tempo de 2,0 s. Passo 2: Calcule o trabalho contra a gravidade, W = m·g·h = 40 × 10 × 0,05 = 400 × 0,05 = 20 J. Passo 3: Calcule a potência média, P = W/Δt = 20 / 2,0 = 10 W. Passo 4: Compare com as alternativas. A alternativa E traz W = 20 J e P = 10 W, exatamente o que foi obtido, e por isso está correta. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A troca a altura por 0,5 m, o que daria W = 200 J; B esquece o valor de g ou erra a multiplicação, chegando a W = 2 J; C acerta o trabalho, mas esquece de dividir pelo tempo e dá P = 20 W; D usa unidade de força (N) para trabalho, o que não é coerente com a grandeza, já que trabalho se mede em joules. Passo 6: O gabarito oficial (E) está correto e coincide com a resolução feita independentemente.

💡 Dica: Calcule primeiro o trabalho e depois a potência média.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Atenção

O aluno deslocou a vírgula de 0,05 m para 0,5 m, multiplicando a altura por dez; com isso W = 400 × 0,5 = 200 J e P = 100 W, valores coerentes com o erro inicial.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente esqueceu o fator g = 10 m/s^2 ou errou a multiplicação, calculando apenas m·h = 40 × 0,05 = 2 J, e depois dividiu por 2 s para obter P = 1 W.

C Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno calculou corretamente o trabalho W = 20 J, mas não dividiu pelo intervalo de tempo de 2,0 s, tratando a potência como se fosse o próprio trabalho (P = 20 W).

Por que engana: Confundir a unidade de trabalho (J) com a unidade de força (N) ao calcular o trabalho realizado.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno confundiu a unidade de trabalho com a de força, escrevendo W = 20 N, quando trabalho é energia e se mede em joules; também mostra confusão entre grandezas, já que a potência é corretamente expressa como 10 J/s, mas a unidade do trabalho está errada.

E Correta

W = m·g·h = 40·10·0,05 = 20 J. Potência média P = W/?t = 20/2,0 = 10 W. Unidades: J e W (1 W = 1 J/s).

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

trabalho e potência

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de trabalho e potência · forças e gravidade

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de trabalho e potência na física.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a unidade de trabalho (J) com a unidade de força (N) ao calcular o trabalho realizado.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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