Um caminhante carrega uma mochila de 5 kg e sobe 20 m numa trilha. Calcule a variação da energia potencial…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Questão
Um caminhante carrega uma mochila de 5 kg e sobe 20 m numa trilha. Calcule a variação da energia potencial gravitacional ?U. Use g = 10 m/s² e a fórmula ?U = m·g·?h (SI: J).
- A) ?U = 2 kg × 10 m/s² × 20 m = 400 J
- B) ?U = 5 kg × 10 m/s² × 25 m = 1250 J
- C) ?U = 5 kg × 10 m/s² × 20 m = 1000 J.
- D) ?U = 5 kg × 10 m/s² × 10 m = 500 J
- E) ?U = 5 kg × 5 m/s² × 20 m = 500 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado: massa m = 5 kg, aceleração da gravidade g = 10 m/s², e desnível (variação de altura) Δh = 20 m, pois o caminhante sobe 20 m na trilha.
- Aplique a fórmula da variação da energia potencial gravitacional: ΔU = m·g·Δh.
- Substitua os valores: ΔU = 5 kg × 10 m/s² × 20 m = 1000 J.
- Verifique a unidade: kg × m/s² × m resulta em kg·m²/s², que é o joule (J), coerente com o Sistema Internacional.
- Compare com as alternativas. A alternativa C é a única que usa a massa correta (5 kg), a gravidade correta (10 m/s²) e a altura correta (20 m).
- Por que as outras estão erradas: A troca a massa de 5 kg por 2 kg, o que não corresponde ao enunciado. B usa 25 m como altura, valor que não aparece no enunciado. D usa 10 m como altura, quando o enunciado informa 20 m. E usa 5 m/s² como gravidade, contrariando o valor dado g = 10 m/s².
- Conclusão: a resposta correta é a alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Aplique a fórmula da energia potencial gravitacional diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno trocou a massa de 5 kg por 2 kg, possivelmente confundindo os dados ou lendo algum número de forma errada no enunciado.
Por que engana: Confundir a altura ou a massa ao aplicar a fórmula, resultando em um cálculo incorreto da energia potencial.
O aluno inventou a altura de 25 m, possivelmente somando valores ou arredondando sem base no enunciado, que informa 20 m.
A energia potencial gravitacional é ?U = m·g·?h. Substituindo m=5 kg, g=10 m/s² e ?h=20 m obtém-se 1000 J.
O aluno usou a altura de 10 m, talvez confundindo a altura com a gravidade g = 10 m/s² e tomando o número errado como desnível.
O aluno substituiu g = 10 m/s² por 5 m/s², talvez lembrando um valor aproximado ou confundindo com a massa de 5 kg.
Raio-X da questão
energia potencial gravitacional
avaliacao
fórmula da energia potencial · unidades de medida em física
Revisar a fórmula da energia potencial gravitacional e suas aplicações.
Confundir a altura ou a massa ao aplicar a fórmula, resultando em um cálculo incorreto da energia potencial.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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