Um carrinho de massa m = 3,0 kg é levantado verticalmente por h = 8,0 m. Calcule a energia potencial…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um carrinho de massa m = 3,0 kg é levantado verticalmente por h = 8,0 m. Calcule a energia potencial gravitacional E_p = m·g·h (use g = 10 m/s²). Se essa energia for dissipada uniformemente em ?t = 4,0 s, qual é a potência média P = ?E/?t?
- A) E_p = 200 J; P média = 100 W.
- B) E_p = 240 J; P média = 60 W.
- C) E_p = 240 J; P média = 40 W.
- D) E_p = 300 J; P média = 75 W.
- E) E_p = 120 J; P média = 30 W.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: m = 3,0 kg, h = 8,0 m, g = 10 m/s² e Δt = 4,0 s. O símbolo '?t' no enunciado corresponde ao intervalo de tempo Δt.
- Calcule a energia potencial gravitacional: Ep = m·g·h = 3,0 × 10 × 8,0 = 240 J.
- Como a energia é dissipada uniformemente em Δt = 4,0 s, a potência média é P = ΔE/Δt = 240 / 4,0 = 60 W.
- Portanto a alternativa correta é a B (Ep = 240 J; P média = 60 W), que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A traz Ep = 200 J, que não corresponde a 3,0 × 10 × 8,0; C mantém a energia correta, mas a potência de 40 W resulta de uma divisão incorreta; D usa Ep = 300 J, o que só ocorre trocando a altura por 10 m; E usa Ep = 120 J, o que só ocorre trocando a altura pelo tempo de 4 s.
💡 Dica: Calcule a energia potencial e depois a potência média.
Alternativa por alternativa
O aluno errou o produto m·g·h, obtendo 200 J em vez de 240 J, e então propagou esse valor para o cálculo da potência.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da energia potencial com a da potência, aplicando incorretamente os valores.
E_p = 3,0·10·8,0 = 240 J. Potência média P = 240 J / 4,0 s = 60 W.
O aluno calculou corretamente a energia de 240 J, mas na divisão pelo tempo obteve 40 W, que corresponde a dividir por 6 s em vez de 4 s.
O aluno leu a altura como 10 m (confundindo com o valor de g) e obteve Ep = 3 × 10 × 10 = 300 J, depois dividindo por 4 s para chegar a 75 W.
O aluno usou o tempo de 4 s no lugar da altura de 8 m, calculando 3 × 10 × 4 = 120 J, e depois dividiu por 4 s para obter 30 W.
Raio-X da questão
energia potencial gravitacional
avaliacao
energia potencial gravitacional · cálculo de potência
Revisar a fórmula da energia potencial e potência média.
O aluno pode confundir a fórmula da energia potencial com a da potência, aplicando incorretamente os valores.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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