Em um passo repetido, uma parceira de massa m = 40 kg eleva seu centro de massa h = 0,12 m a cada passo…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Questão
Em um passo repetido, uma parceira de massa m = 40 kg eleva seu centro de massa h = 0,12 m a cada passo. Considere g = 10 m/s². Se o ritmo é 90 passos por minuto, qual a potência média (em W) gasta no trabalho contra a gravidade (W = m·g·h por passo)?
- A) Potência média = 60 W
- B) Potência média = 24 W
- C) Potência média = 90 W
- D) Potência média = 36 W
- E) Energia por passo 48 J; potência média 72 W.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Calcule o trabalho contra a gravidade por passo: W = m·g·h = 40 × 10 × 0,12 = 48 J.
- Converta o ritmo para passos por segundo: 90 passos/min ÷ 60 s = 1,5 passo/s.
- Potência média = energia por passo × passos por segundo = 48 J × 1,5 = 72 W.
- A alternativa E traz exatamente energia 48 J por passo e potência 72 W, portanto o gabarito oficial está correto e coincide com a resolução independente.
- Por que as demais estão erradas: A (60 W) resulta de multiplicar a massa pelo ritmo em passos por segundo, sem g e h; B (24 W) usa uma frequência de 0,5 passo/s, que não corresponde aos 90 passos por minuto; C (90 W) usa o próprio número de passos por minuto como se fosse potência, sem nenhum cálculo de energia; D (36 W) aplica a metade da energia por passo, como se fosse a energia cinética ½mv², o que não tem fundamento nesta questão, onde o trabalho é definido como m·g·h.
💡 Dica: Calcule a potência média usando a fórmula de trabalho e potência.
Alternativa por alternativa
O aluno multiplicou a massa pelo ritmo convertido para passos por segundo (40 × 1,5 = 60) e esqueceu de incluir g e h no cálculo do trabalho por passo.
O aluno considerou uma frequência de 0,5 passo por segundo, o que equivale a 30 passos por minuto, em vez de 90, e aplicou esse valor à energia de 48 J.
O aluno tomou o número de passos por minuto (90) como se fosse a potência em watts, sem calcular a energia gasta por passo nem converter a unidade de tempo.
O aluno aplicou um fator de um meio sobre a energia por passo, como na fórmula da energia cinética, e obteve 24 J por passo, que multiplicado por 1,5 passo/s dá 36 W.
Por que engana: Confundir a energia total gasta com a potência média, calculando apenas a energia por passo sem considerar o tempo.
W_passo = m·g·h = 40·10·0,12 = 48 J. Taxa = 90/60 = 1,5 passos/s ? P = 48·1,5 = 72 W.
Raio-X da questão
potência média em trabalho
avaliacao
potência e trabalho · força e gravidade
Revisar a fórmula de potência e trabalho contra a gravidade.
Confundir a energia total gasta com a potência média, calculando apenas a energia por passo sem considerar o tempo.
saude
tomada_decisao
cientifico
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