Um parceiro é erguido verticalmente: massa m = 20 kg é levantada h = 0,50 m em t = 2,5 s com movimento…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um parceiro é erguido verticalmente: massa m = 20 kg é levantada h = 0,50 m em t = 2,5 s com movimento aproximadamente uniforme. Calcule o trabalho W realizado e a potência média P. Use g = 10 m/s², W = m g h, P = W / t = F·v com F = m g.
- A) W = 100 J; P_med = 40 W
- B) W = 50 J; P_med = 20 W
- C) W = 0 J; P_med = 0 W
- D) W = 200 J; P_med = 80 W
- E) W = 150 J; P_med = 60 W
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: m = 20 kg, h = 0,50 m, t = 2,5 s e g = 10 m/s^2. O movimento é aproximadamente uniforme, então a força aplicada equilibra o peso.
- Calcule a força necessária: F = m g = 20 x 10 = 200 N.
- Calcule o trabalho: W = m g h = 200 x 0,50 = 100 J.
- Calcule a potência média: P = W / t = 100 / 2,5 = 40 W. Conferindo pela outra fórmula, P = F v, com v = h / t = 0,50 / 2,5 = 0,20 m/s, e P = 200 x 0,20 = 40 W, o mesmo resultado.
- Compare com o gabarito oficial. O resultado W = 100 J e P = 40 W corresponde à alternativa A, que coincide com o gabarito.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa B usa um valor de trabalho igual à metade do correto, o que não corresponde a m g h. A alternativa C supõe que não há trabalho porque o movimento é uniforme, o que é falso, pois a força do parceiro realiza trabalho contra o peso. A alternativa D dobra a altura ou o trabalho, resultando em 200 J. A alternativa E usa uma força maior que o peso, de 300 N, o que não é compatível com movimento uniforme.
💡 Dica: Calcule o trabalho e a potência usando as fórmulas fornecidas.
Alternativa por alternativa
W = m g h = 20·10·0,50 = 100 J. Velocidade média v = h/t = 0,20 m/s; P = F·v = (20·10)·0,20 = 40 W.
O aluno provavelmente calculou o trabalho com metade da altura ou dividiu o produto m g h por 2, obtendo 50 J, e depois dividiu por 2,5 s para chegar a 20 W.
O aluno acredita que, como o movimento é uniforme, não há trabalho realizado, confundindo velocidade constante com ausência de força atuando.
O aluno leu ou usou a altura como 1,0 m em vez de 0,50 m, ou multiplicou o resultado por 2 por engano, chegando a 200 J e 80 W.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do trabalho e calcular incorretamente a potência média, utilizando valores errados para a força ou a altura.
O aluno calculou uma força de 300 N, por exemplo usando g = 15 m/s^2 ou somando uma força extra ao peso, e então multiplicou por h para obter 150 J e 60 W.
Raio-X da questão
trabalho e potência
avaliacao
cálculo de trabalho e potência · movimento uniforme
Revisar as fórmulas de trabalho e potência em física.
O aluno pode confundir a fórmula do trabalho e calcular incorretamente a potência média, utilizando valores errados para a força ou a altura.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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