Um automóvel de massa m = 1 200 kg reduz a velocidade de v_i = 20,0 m/s até v_f = 0 m/s em t = 5,0 s. Calcule…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um automóvel de massa m = 1 200 kg reduz a velocidade de v_i = 20,0 m/s até v_f = 0 m/s em t = 5,0 s. Calcule a potência média P_med (W) dissipada pelos freios. Use ?K = ½ m (v_f²-v_i²) e P_med = |?K|/t.
- A) P_med = 4,8×10^4 W (48 kW)
- B) P_med = 1×10^4 W
- C) P_med = 6×10^4 W
- D) P_med = 3,2×10^4 W
- E) P_med = 10^5 W
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. m = 1200 kg, v_i = 20,0 m/s, v_f = 0 m/s e t = 5,0 s. Passo 2: Calcule a variação da energia cinética. ΔK = ½ × 1200 × (0² − 20,0²) = ½ × 1200 × (0 − 400) = −240000 J. Passo 3: Tome o módulo, pois a potência dissipada é uma grandeza positiva: |ΔK| = 240000 J. Passo 4: Calcule a potência média: P_med = 240000 / 5,0 = 48000 W = 4,8×10^4 W (48 kW). Passo 5: Conclusão: a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: a alternativa B (1×10^4 W) não corresponde a nenhum cálculo correto com os dados; a alternativa C (6×10^4 W) resultaria de dividir a energia correta por 4 em vez de 5; a alternativa D (3,2×10^4 W) resultaria de usar massa de 800 kg em vez de 1200 kg; a alternativa E (10^5 W) resultaria de esquecer o fator ½ e arredondar, o que não é a forma correta de calcular a energia cinética.
💡 Dica: Calcule a variação da energia cinética antes de aplicar a fórmula da potência.
Alternativa por alternativa
?K = ½·1200·(0²-20²) = -240 000 J; potência média = |?K|/t = 240 000/5,0 = 48 000 W ? 4,8×10^4 W.
O aluno não consegue reproduzir a conta de energia cinética e chega a um valor arredondado sem relação com ½ m (v_f² − v_i²), possivelmente por erro na aplicação da fórmula.
O aluno calcula corretamente a variação de energia (240000 J), mas divide por 4 em vez de por 5 s, trocando o tempo.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da potência média com a de energia cinética, resultando em um cálculo incorreto.
O aluno usa massa de 800 kg em vez de 1200 kg, por troca de algarismo ao copiar o enunciado, e obtém 160000 J e depois 3,2×10^4 W.
O aluno esquece o fator ½ da energia cinética, obtém cerca de 480000 J, arredonda para 5×10^5 J e divide por 5 s, chegando a 10^5 W.
Raio-X da questão
potência média em freios
avaliacao
potência média · energia cinética
Revisar a fórmula da potência média e a variação da energia cinética.
O aluno pode confundir a fórmula da potência média com a de energia cinética, resultando em um cálculo incorreto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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