Um bloco de carga P = 300 N é levantado a velocidade constante por um sistema composto com vantagem mecânica…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um bloco de carga P = 300 N é levantado a velocidade constante por um sistema composto com vantagem mecânica MA = 3. A altura erguida é h = 2,00 m. Determine (a) a força de esforço F aplicada e (b) o trabalho realizado pelo esforço W_in, supondo sistema ideal (sem perdas). Use W = F·d e relação MA = carga/esforço.
- A) F = 200 N; W_in = 400 J
- B) F = 100 N; W_in = 600 J
- C) F = 300 N; W_in = 300 J
- D) F = 50 N; W_in = 750 J
- E) F = 150 N; W_in = 1200 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Dados: P = 300 N (carga), MA = 3, h = 2,00 m. Sistema ideal, velocidade constante, logo a força de esforço equilibra a carga ajustada pela vantagem mecânica. Passo 2: Pela relação MA = carga/esforço, temos MA = P/F, então F = P/MA = 300/3 = 100 N. Passo 3: Em um sistema ideal, o trabalho de entrada é igual ao trabalho de saída, que é P·h = 300 × 2,00 = 600 J. Passo 4: Conferindo pela definição W = F·d: a distância percorrida pelo esforço é d = MA × h = 3 × 2,00 = 6,00 m, e W = 100 × 6,00 = 600 J. Os dois caminhos dão o mesmo resultado. Passo 5: Portanto a resposta é F = 100 N e W_in = 600 J, alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) a força de 200 N não corresponde a MA = 3, pois daria MA = 1,5. C) a força de 300 N indica MA = 1, ou seja, nenhuma vantagem mecânica, o que contradiz o enunciado. D) a força de 50 N implica MA = 6, valor que não é o dado. E) a força de 150 N implica MA = 2, e o trabalho de 1200 J não é igual a P·h nem a F·d com d = 3h.
💡 Dica: Calcule a força de esforço usando a relação de vantagem mecânica.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente aplicou a vantagem mecânica de forma incorreta, obtendo 200 N como esforço, e depois calculou o trabalho como 200 × 2,00 sem considerar a distância percorrida pelo esforço.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre carga e esforço, calculando a força de esforço incorretamente ao não aplicar a fórmula da vantagem mecânica corretamente.
MA = P/F ? F = P/MA = 300/3 = 100 N. Distância do esforço d = MA·h = 3·2,00 = 6,00 m. W_in = F·d = 100·6,00 = 600 J.
O aluno acredita que o sistema não reduz a força necessária, assumindo F igual ao peso, e ignora a vantagem mecânica MA = 3 dada no enunciado.
O aluno provavelmente dobrou a vantagem mecânica (usando MA = 6 em vez de 3) para obter F = 50 N, e o trabalho de 750 J não é consistente com nenhum cálculo correto dos dados.
O aluno provavelmente tomou MA = 2 em vez de 3 e fez um cálculo de trabalho com distância incorreta, chegando a 1200 J, valor que é o dobro do trabalho real.
Raio-X da questão
vantagem mecânica e trabalho
avaliacao
vantagem mecânica · trabalho e energia
Revisar as fórmulas de trabalho e vantagem mecânica.
O aluno pode confundir a relação entre carga e esforço, calculando a força de esforço incorretamente ao não aplicar a fórmula da vantagem mecânica corretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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