Um carro de massa m = 1,20×10³ kg acelera de 0 até v = 20,0 m/s em t = 8,00 s. Assumindo ausência de perdas…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um carro de massa m = 1,20×10³ kg acelera de 0 até v = 20,0 m/s em t = 8,00 s. Assumindo ausência de perdas, calcule a potência média P_med fornecida, usando ?E = 1/2 m v² e P = ?E/?t (W).
- A) P_med = 10,00 W
- B) P_med = 5,00×10² W
- C) P_med = 1,50×104 W
- D) P_med = 3,00×104 W
- E) P_med = 4,80×104 W
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcule a energia cinética final do carro usando E = 1/2 m v^2. Com m = 1,20 x 10^3 kg e v = 20,0 m/s, temos v^2 = 400 m^2/s^2, logo E = 0,5 x 1200 x 400 = 240000 J, ou 2,40 x 10^5 J. Passo 2: Como o carro parte do repouso, toda essa energia foi fornecida no intervalo de tempo de 8,00 s, pois não há perdas. Passo 3: Calcule a potência média com P = E / t = 240000 / 8,00 = 30000 W, ou 3,00 x 10^4 W. Passo 4: Esse valor corresponde à alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A (10,00 W) é muito pequena para a energia envolvida; B (5,00 x 10^2 W) também fica muito abaixo do valor correto; C (1,50 x 10^4 W) resulta de usar 1/2 m v em vez de 1/2 m v^2; E (4,80 x 10^4 W) decorre de um erro na divisão pelo tempo, pois não corresponde a 240000 J divididos por 8 s.
💡 Dica: Calcule a energia cinética e divida pelo tempo para encontrar a potência.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou o cálculo da energia ou a divisão pelo tempo, chegando a um valor de ordem de grandeza muito pequena, como se a massa ou a velocidade tivessem sido tratadas de forma incorreta.
O aluno provavelmente errou a ordem de grandeza ao operar com as potências de dez ou com a energia, obtendo um valor cerca de 60 vezes menor que o correto.
O aluno provavelmente esqueceu de elevar a velocidade ao quadrado na fórmula da energia cinética, calculando 1/2 m v em vez de 1/2 m v^2, o que resulta em 12000 J e potência de 1,50 x 10^4 W.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da potência média, utilizando incorretamente a energia cinética ou o tempo de forma errada.
?E = 1/2·1200·(20,0)² = 2,40×105 J; P = 2,40×105 J / 8,00 s = 3,00×104 W.
O aluno provavelmente errou a conta da energia cinética ou dividiu a energia por um valor errado no lugar de 8,00 s, por exemplo tratando o tempo como 5 s, o que gera 4,80 x 10^4 W.
Raio-X da questão
potência média
avaliacao
cálculo de potência · cinemática básica
Revisar as fórmulas de energia cinética e potência.
O aluno pode confundir a fórmula da potência média, utilizando incorretamente a energia cinética ou o tempo de forma errada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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