Física9º anoFácil⏱ medio

Durante uma brincadeira de corrida subindo degraus, uma aluna de massa m = 35 kg sobe n = 10 degraus de altura…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Durante uma brincadeira de corrida subindo degraus, uma aluna de massa m = 35 kg sobe n = 10 degraus de altura h = 0,15 m cada em tempo t = 4,0 s. Usando g = 10 m/s², calcule a potência média P (em W) desenvolvida para elevar seu centro de massa. Use P = ?E/t e ?E = m·g·?h.

A) P = m·g·?h / t = 35·10·(10·0,15)/4,0 = 131,25 W ˜ 1,31×10^2 W
B) Para alturas acima de 1 metro, a fórmula muda.
C) A potência média é calculada com a fórmula P = m·g·h.
D) A massa do aluno não influencia na potência média.
E) Potência média é sempre zero em objetos em movimento.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique os dados. Massa m = 35 kg, número de degraus n = 10, altura de cada degrau h = 0,15 m, tempo t = 4,0 s e g = 10 m/s². Passo 2: Calcule o deslocamento vertical total do centro de massa. Como são 10 degraus de 0,15 m cada, delta h = 10 · 0,15 = 1,5 m. Passo 3: Calcule a variação de energia potencial gravitacional. delta E = m · g · delta h = 35 · 10 · 1,5 = 525 J. Passo 4: Calcule a potência média. P = delta E / t = 525 / 4,0 = 131,25 W, que equivale a 1,31 x 10^2 W. Passo 5: Compare com o gabarito. O resultado coincide com a alternativa A, que é o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: a alternativa B afirma que a fórmula muda para alturas acima de 1 metro, o que não é verdade, pois a relação P = m·g·delta h / t vale para qualquer altura. A alternativa C usa apenas a altura de um degrau, ignorando que a aluna sobe 10 degraus. A alternativa D diz que a massa não influencia, mas a massa aparece diretamente na energia potencial, então ela influencia o resultado. A alternativa E afirma que a potência é sempre zero em objetos em movimento, o que contraria a definição de potência como energia por unidade de tempo.

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

Alternativa por alternativa

A Correta

?h = n·h = 10·0,15 = 1,5 m; ?E = m·g·?h = 35·10·1,5 = 525 J; P = 525 J / 4,0 s = 131,25 W. Unidade: 1 W = 1 J/s.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

Acredita que a fórmula da energia potencial ou da potência depende de faixas de altura, como se o cálculo mudasse acima de 1 metro. Não percebe que a relação ΔE = m·g·Δh vale para qualquer altura.

Por que engana: Confundir a fórmula da potência média com a de energia potencial, aplicando a altura total em vez da variação de altura.

C Erradaerro: Procedimental

Usa a altura de apenas um degrau (0,15 m) na fórmula, ignorando que a aluna sobe 10 degraus e que o deslocamento vertical total é 1,5 m.

D Erradaerro: Conceitual

Intui que, como a potência é um quociente por tempo, o peso ou a massa de quem sobe não importa. Não reconhece que a massa entra diretamente no cálculo da energia potencial.

E Erradaerro: Senso comum

Associa a ideia de movimento à ausência de potência, como se algo só tivesse potência quando está parado. Confunde potência, que mede a rapidez com que energia é transferida, com a condição de repouso.

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

potência média

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

potência média · energia potencial gravitacional

📚 Reveja

Revisar o cálculo de potência e energia potencial.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a fórmula da potência média com a de energia potencial, aplicando a altura total em vez da variação de altura.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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