Física1ª sérieBNCC EM13CNT106Fácil⏱ medio

Um praticante de aventura com massa m = 28,0 kg desce em rapel com velocidade constante v = 0,50 m/s…

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 praticante de aventura com massa m = 28,0 kg desce em rapel com velocidade constante v = 0,50 m/s. Considere g = 10 m/s². Determine: (a) a intensidade da força de frenagem no cabo F (N) e (b) a potência P (W) dissipada no dispositivo de frenagem. Use F = m·g e P = F·v.

A) F = 200 N; P = 100 W
B) F = 300 N; P = 150 W
C) F = 280 N; P = 280 W
D) F = 280 N; P = 140 W.
E) F = 100 N; P = 50 W

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Como o praticante desce com velocidade constante, a aceleração é zero e, pela primeira lei de Newton, a força resultante sobre ele é nula. Assim, a força de frenagem do cabo equilibra o peso. Passo 2: Calcule o peso com F = m·g: F = 28,0 kg × 10 m/s^2 = 280 N. Esse é o valor da força de frenagem, item (a). Passo 3: Calcule a potência dissipada com P = F·v: P = 280 N × 0,50 m/s = 140 W, item (b). Passo 4: Conferindo as alternativas, apenas a D traz F = 280 N e P = 140 W, o que confirma o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a A usa 200 N, que não corresponde a 28,0 kg vezes 10 m/s^2; a B usa 300 N, que é um arredondamento indevido de 280 N; a C usa a força correta, mas esquece de multiplicar pela velocidade e dá P = 280 W; a E usa 100 N, valor que não decorre dos dados do enunciado.

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

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Atenção

O aluno provavelmente errou o cálculo de m·g, usando um valor de massa próximo de 20 kg em vez de 28,0 kg, e depois aplicou corretamente P = F·v.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno arredondou 280 N para 300 N sem justificativa e calculou a potência a partir desse valor aproximado, o que contraria a instrução de usar F = m·g com os dados exatos.

C Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno calculou corretamente a força de 280 N, mas esqueceu de multiplicá-la pela velocidade de 0,50 m/s e tratou a potência como se fosse numericamente igual à força.

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre força e potência, calculando a potência sem considerar a força de frenagem corretamente.

D Correta

Para velocidade constante, as forças verticais se equilibram; portanto F = m·g = 28,0·10 = 280 N. A potência dissipada é P = F·v = 280·0,50 = 140 W.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno não percebeu que, com velocidade constante, a força de frenagem deve ser igual ao peso, e adotou um valor arbitrário de 100 N, possivelmente por intuição sem base na relação F = m·g.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

força e potência

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força e potência · movimento uniforme

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de força e potência em física.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre força e potência, calculando a potência sem considerar a força de frenagem corretamente.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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