Física1ª sérieBNCC EM13CNT106Fácil⏱ longo

Um(a) praticante de rapel de massa m = 68 kg desce com velocidade constante v = 0,50 m/s usando um dispositivo…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um(a) praticante de rapel de massa m = 68 kg desce com velocidade constante v = 0,50 m/s usando um dispositivo de atrito. Considere g = 10 m/s². Usando F = m·g (onde F em N, m em kg, g em m/s²) e potência P = F·v (P em W, v em m/s), calcule a potência média P_diss dissipada pelo dispositivo durante a descida. Forneça também a energia total E_diss dissipada ao percorrer a altura h = 18 m (E em J, use E = m·g·h).

A) P_diss = m·g·v = 68·10·0,50 = 340 W; E_diss = m·g·h = 68·10·18 = 12 240 J.
B) P_diss = 68·10·1 = 680 W
C) P_diss = 68·5·0,50 = 170 W
D) E_diss = m·g·h = 68·10·10 = 6 800 J
E) E_diss = 68·9·18 = 11 016 J

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Como a velocidade é constante, a energia cinética não varia e a força resultante sobre o praticante é zero. Logo, a força de atrito do dispositivo equilibra o peso, e F = m·g = 68·10 = 680 N. Passo 2: A potência dissipada é P = F·v = 680·0,50 = 340 W, que corresponde à alternativa A. Passo 3: A energia dissipada ao descer h = 18 m é E = m·g·h = 68·10·18 = 12 240 J, também de acordo com a alternativa A. Passo 4: A alternativa B está errada porque usa v = 1 m/s em vez de 0,50 m/s. A alternativa C está errada porque usa g = 5 em vez de g = 10. A alternativa D está errada porque usa h = 10 m em vez de h = 18 m. A alternativa E está errada porque troca g = 10 por g = 9, valor que não consta no enunciado. Passo 5: Conclusão: a alternativa A é a correta e coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Calcule a força e a potência usando as fórmulas fornecidas.

Alternativa por alternativa

A Correta

Como a velocidade é constante, a resultante é nula e a força de atrito do dispositivo equilibra o peso: F_atrito = m·g. Potência dissipada P = F_atrito·v = m·g·v; energia dissip. total E = m·g·h.

B Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

O aluno substituiu a velocidade de 0,50 m/s pelo valor 1 m/s, provavelmente por leitura descuidada do dado ou por arredondamento indevido.

Por que engana: Confundir a fórmula da potência com a da força, aplicando valores incorretos na equação.

C Erradaerro: Atenção

O aluno usou g = 5 m/s² em vez do valor g = 10 m/s² informado, possivelmente por confusão com a metade do valor da gravidade ou erro de digitação.

D Erradaerro: Interpretação

O aluno calculou a energia usando h = 10 m em vez de h = 18 m, o que indica leitura incorreta do dado de altura do enunciado.

E Erradaerro: Senso comum

O aluno trocou g = 10 m/s² por g = 9 m/s², ignorando o valor dado no enunciado e usando uma gravidade arbitrária, como se fosse o valor do dia a dia.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

potência e energia

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de potência · cálculo de energia

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de potência e energia em física.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a fórmula da potência com a da força, aplicando valores incorretos na equação.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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