Durante um chute controlado, a coxa (massa m = 4,5 kg, coeficiente de massa concentrada no centro) eleva-se…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante um chute controlado, a coxa (massa m = 4,5 kg, coeficiente de massa concentrada no centro) eleva-se verticalmente ?h = 0,30 m em ?t = 0,20 s. Use g = 10 m/s². Calcule o trabalho realizado W = m·g·?h (J) e a potência média P = W/?t (W).
- A) W = m·g·?h = 4,5·9,8·0,30 = 13,17 J
- B) P = W·?t = 13,5·0,20 = 2,7 W
- C) W = m·g·?h = 4,5·10·0,30 = 13,5 J; P = W/?t = 13,5/0,20 = 67,5 W.
- D) P = W·g = 13,5·10 = 135 W
- E) W = m·g·?h = 4,5·10·0,15 = 6,75 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A massa é m = 4,5 kg, a variação de altura é Δh = 0,30 m (o símbolo '?h' do enunciado foi lido como Δh), a variação de tempo é Δt = 0,20 s e g = 10 m/s². A informação sobre o coeficiente de massa concentrada no centro não altera o cálculo e pode ser ignorada.
- Calcule o trabalho pela fórmula W = m·g·Δh. Temos W = 4,5 · 10 · 0,30 = 13,5 J.
- Calcule a potência média pela fórmula P = W/Δt. Temos P = 13,5 / 0,20 = 67,5 W.
- Conclusão. A alternativa C apresenta exatamente W = 13,5 J e P = 67,5 W, o que confirma o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A usa g = 9,8 em vez do valor dado, g = 10 m/s². B multiplica a potência pelo tempo em vez de dividir. D multiplica a energia por g, o que não corresponde a nenhuma grandeza de potência. E usa Δh = 0,15 m em vez de 0,30 m, o que reduz o trabalho pela metade.
💡 Dica: Calcule primeiro o trabalho e depois a potência média.
Alternativa por alternativa
O aluno substitui o valor de g dado no enunciado (10 m/s²) pelo valor 9,8 m/s², que é mais preciso, mas ignora a instrução explícita de usar g = 10 m/s².
Por que engana: Confundir os valores de g e h, resultando em um cálculo incorreto do trabalho realizado.
O aluno calcula a potência multiplicando o trabalho pelo tempo (P = W·Δt), quando o correto é dividir o trabalho pelo tempo, P = W/Δt. Confunde a relação entre potência, trabalho e tempo.
Trabalho contra a gravidade W = m·g·h = 4,5·10·0,30 = 13,5 J. Potência média P = W/?t = 13,5 J / 0,20 s = 67,5 W.
O aluno acredita que a potência é obtida multiplicando o trabalho pela aceleração da gravidade, quando na verdade ela é a razão entre trabalho e tempo. Não reconhece que g já está presente no cálculo do trabalho e que a potência depende do intervalo de tempo.
O aluno usa Δh = 0,15 m em vez de 0,30 m, possivelmente por troca de dígitos ou por dividir a altura ao meio, e por isso obtém W = 6,75 J. A altura informada no enunciado é 0,30 m.
Raio-X da questão
trabalho e potência
avaliacao
cálculo de trabalho e potência · movimento vertical
Revisar as fórmulas de trabalho e potência na física.
Confundir os valores de g e h, resultando em um cálculo incorreto do trabalho realizado.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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