Durante a montagem de uma horta comunitária em uma escola brasileira, um trabalhador eleva verticalmente uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante a montagem de uma horta comunitária em uma escola brasileira, um trabalhador eleva verticalmente uma caixa de ferramentas de massa igual a 2,0 kg até uma plataforma situada 1,5 m acima do chão. O movimento ocorre com velocidade constante, e os efeitos da resistência do ar são desprezíveis. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s². Com base nessa situação, qual é o trabalho realizado pela força exercida pelo trabalhador sobre a caixa durante a elevação?
- A) W = 20 J
- B) W = 30 J
- C) W = 15 J
- D) W = 300 J
- E) W = 0 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique as grandezas. Massa da caixa m = 2,0 kg, altura h = 1,5 m, g = 10 m/s^2, velocidade constante e resistência do ar desprezível.
- Como a velocidade é constante, a aceleração é nula e, pela segunda lei de Newton, a força resultante sobre a caixa é zero. Logo, a força do trabalhador deve equilibrar o peso.
- Calcule o peso: P = m x g = 2,0 x 10 = 20 N. Portanto, a força exercida pelo trabalhador tem módulo F = 20 N, dirigida para cima.
- Como a força e o deslocamento têm a mesma direção e sentido (ambos para cima), o ângulo entre eles é zero e cos 0 = 1. Use W = F x d x cos(theta) = 20 x 1,5 x 1 = 30 J.
- Conclusão: o trabalho realizado pela força do trabalhador é 30 J, alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A ignora a distância percorrida e considera apenas a força; C usa uma multiplicação incorreta, sem a massa completa; D erra a conversão ou a posição decimal, usando 15 no lugar de 1,5; E confunde velocidade constante com ausência de trabalho, mas o trabalho depende da força e do deslocamento, não apenas da velocidade.
💡 Dica: Calcule o trabalho usando a fórmula W = F.d.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula apenas a força peso (20 N) e esquece de multiplicar pelo deslocamento de 1,5 m, tratando o valor da força como se fosse o trabalho.
Por que engana: Confundir a fórmula do trabalho, aplicando incorretamente a massa ou a distância, resultando em um valor errado.
Como a caixa se desloca com velocidade constante, a força exercida pelo trabalhador tem módulo igual ao peso da caixa: F = m·g = 2,0·10 = 20 N. Essa força e o deslocamento têm a mesma direção e o mesmo sentido. Portanto, o trabalho é W = F·d = 20·1,5 = 30 J.
O aluno calcula 10 x 1,5 = 15 J, deixando de incluir corretamente a massa de 2,0 kg no valor da força, ou usa g como se fosse a força.
O aluno multiplica 20 N por 15 em vez de 1,5 m, cometendo um erro de posição decimal ou confundindo metros com centímetros.
O aluno pensa que, por a velocidade ser constante e a resultante nula, não há trabalho realizado. Ele confunde trabalho da resultante com trabalho da força do trabalhador.
Raio-X da questão
trabalho na física
avaliacao
cálculo de trabalho · forças e movimento
Revisar a fórmula do trabalho e suas aplicações.
Confundir a fórmula do trabalho, aplicando incorretamente a massa ou a distância, resultando em um valor errado.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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