Física9º anoFácil⏱ medio

Um ciclista e sua bicicleta têm massa total m = 80 kg e sobem um trecho de trilha com ganho de altura ?h = 50…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Um ciclista e sua bicicleta têm massa total m = 80 kg e sobem um trecho de trilha com ganho de altura ?h = 50 m em ?t = 12 min. Considerando g = 10 m/s² e desprezando perdas por atrito e ar, calcule a potência média P entregue. Use P = ?E/?t = m·g·?h/?t (unidade W).

A) P = m·g·?h/?t = 80·10·50 / (12·60) ˜ 56 W.
B) P = 100 W, supõe-se g = 5 m/s².
C) A potência média é 120 W porque ?t é 10 min.
D) P = 800 W, pois m·g·?h é 8000 J.
E) A potência média é 40 W.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique os dados. Massa total m = 80 kg, ganho de altura Δh = 50 m, intervalo de tempo Δt = 12 min e g = 10 m/s². Como a potência deve ser dada em watts (J/s), o tempo precisa estar em segundos.
Converta o tempo. 12 min = 12 x 60 s = 720 s.
Calcule a energia potencial gravitacional ganha pelo ciclista. ΔE = m x g x Δh = 80 x 10 x 50 = 40000 J.
Calcule a potência média. P = ΔE / Δt = 40000 / 720 ≈ 55,6 W, que arredondado fica em torno de 56 W. Por isso a alternativa A está correta, e o gabarito oficial está coerente com a resolução.
Analise as demais alternativas. A alternativa B está errada porque troca o g dado (10 m/s²) por 5 m/s², o que não é permitido pelo enunciado. A alternativa C está errada porque 12 min é o tempo do enunciado, não 10 min, e mesmo com 10 min o resultado seria cerca de 67 W, não 120 W. A alternativa D está errada porque mgh vale 40000 J, não 8000 J, e a potência não pode ser igual à energia sem dividir pelo tempo. A alternativa E está errada porque o valor de 40 W não corresponde a nenhuma combinação correta dos dados do enunciado.

💡 Dica: Calcule a energia potencial e divida pelo tempo.

Alternativa por alternativa

A Correta

Variação de energia potencial ?E = m·g·?h = 80·10·50 = 40 000 J; tempo ?t = 12·60 = 720 s; P = 40 000/720 ˜ 55,6 W ˜ 56 W.

B Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

O aluno trocou o valor de g fornecido no enunciado (10 m/s²) por um valor arbitrário de 5 m/s², como se pudesse escolher a gravidade a seu critério.

Por que engana: Confundir a unidade de tempo, utilizando minutos em vez de segundos, o que resulta em um cálculo incorreto da potência média.

C Erradaerro: Atenção

O aluno leu o tempo como 10 min em vez de 12 min e, além disso, obteve um resultado incompatível com a própria suposição, sugerindo um erro de cálculo ao dividir a energia pelo tempo.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno calculou mal o produto m x g x Δh, obtendo 8000 J em vez de 40000 J, e depois tomou essa energia como potência sem dividir pelo tempo.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno provavelmente confundiu potência com energia e aplicou uma conversão indevida, como dividir os 40000 J por 1000, sem que o enunciado peça qualquer mudança de unidade desse tipo.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

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

🎯 Conceito central

potência média

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de potência · unidades de medida

📚 Reveja

Revisar a fórmula de potência e energia potencial.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a unidade de tempo, utilizando minutos em vez de segundos, o que resulta em um cálculo incorreto da potência média.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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