Em um exercício de luta, um aluno de massa m = 60 kg baixa o centro de massa em ?h = 0,20 m para aumentar a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um exercício de luta, um aluno de massa m = 60 kg baixa o centro de massa em ?h = 0,20 m para aumentar a estabilidade durante uma evasão. Calcule a variação da energia potencial gravitacional ?Ep associada a essa redução. Use g = 10 m/s² e a fórmula ?Ep = m·g·?h (J).
- A) ?Ep = -120 J (redução de 120 J)
- B) ?Ep = 0 J (sem variação)
- C) ?Ep = -60 J (metade da redução)
- D) ?Ep = -150 J (força incorreta)
- E) ?Ep = 120 J (aumento de energia)
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A massa é m = 60 kg, a aceleração da gravidade é g = 10 m/s² e o centro de massa desce 0,20 m, ou seja, a altura diminui. Passo 2: Use a fórmula ΔEp = m·g·Δh, com Δh = h final - h inicial. Como o centro de massa desce, Δh = -0,20 m. Passo 3: Calcule o módulo: 60 × 10 × 0,20 = 120 J. Passo 4: Aplique o sinal. Como Δh é negativo, ΔEp = 60 × 10 × (-0,20) = -120 J, o que indica redução da energia potencial gravitacional. Passo 5: Conclusão. A alternativa correta é a A, ΔEp = -120 J. O gabarito oficial está correto. Por que as outras estão erradas: B supõe que não há variação, o que contraria o fato de o centro de massa descer; C divide o resultado por dois sem justificativa; D usa um valor que não decorre da fórmula ΔEp = m·g·Δh com os dados do enunciado; E considera o aumento de energia, mas o movimento é de descida, então a energia diminui.
💡 Dica: Aplique a fórmula da energia potencial gravitacional.
Alternativa por alternativa
?Ep = m·g·?h = 60 kg·10 m/s²·0,20 m = 120 J; como o centro de massa desce, a variação é negativa: ?Ep = -120 J.
O aluno acha que, por ser um movimento corporal, a energia potencial não muda, ou confunde ΔEp = 0 com ausência de movimento vertical. Ele não percebe que a altura do centro de massa varia 0,20 m.
O aluno calcula corretamente a magnitude 120 J, mas divide o resultado por dois, possivelmente por confundir a fórmula com a de energia cinética (½mv²) ou por achar que só metade da variação de altura conta.
O aluno usa um fator multiplicativo que não corresponde à fórmula, como multiplicar 60 por 2,5, ou confunde a energia potencial com uma força (peso) e obtém um valor de 150 J. O erro está no método de cálculo.
Por que engana: O aluno pode confundir a variação da energia potencial com a energia total, não considerando o sinal negativo para a redução.
O aluno calcula o módulo 120 J corretamente, mas esquece o sinal de Δh. Ele interpreta que a energia aumentou, ignorando que o centro de massa foi rebaixado.
Raio-X da questão
energia potencial gravitacional
avaliacao
energia potencial gravitacional · fórmula da energia
Revisar a fórmula da energia potencial gravitacional e suas aplicações.
O aluno pode confundir a variação da energia potencial com a energia total, não considerando o sinal negativo para a redução.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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