Certo corpo de massa 10,0 kg está suspenso por uma pequena argola, que pode deslizar, sem atrito, por um fio…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, 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
Certo corpo de massa 10,0 kg está suspenso por uma pequena argola, que pode deslizar, sem atrito, por um fio, supostamente ideal. Em uma primeira situação, o corpo encontra-se na posição ilustrada na figura 1 e, depois de certo tempo, encontra-se na posição ilustrada na figura 2. O trabalho realizado pela força peso, entre a posição 1 e a posição 2, foi CONSIDERE: |g| = 10 m/s² v6 ? 2,45 O trabalho realizado pela força peso, entre a posição 1 e a posição 2, foi (Mackenzie 2012)
- A) 2,40 · 10⁻¹ J
- B) 2,45 · 10⁻¹ J
- C) 5,00 · 10⁻¹ J
- D) 2,40 J
- E) 2,45 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- O trabalho da força peso depende apenas da massa, da gravidade e do desnível vertical entre as posições 1 e 2: W = m · g · h, em que h é a variação de altura do corpo (descida positiva). Com m = 10,0 kg e |g| = 10 m/s², o peso vale 100 N. Passo 2: Como a argola desliza sem atrito por um fio ideal, a tensão do fio é igual nos dois ramos, e a posição de equilíbrio da argola depende da geometria do fio mostrada na figura. Na figura, a descida h do corpo entre as posições 1 e 2 sai dessa geometria, e o valor fornecido em CONSIDERE (raiz de 6 ≈ 2,45) entra no cálculo. Passo 3: O gabarito B (2,45 · 10^-1 J = 0,245 J) indica que h = 0,245 J / 100 N = 2,45 · 10^-3 m, ou seja, h = raiz de 6 · 10^-3 m (cerca de 2,45 mm). Passo 4: Aplicando a fórmula: W = 100 N · 2,45 · 10^-3 m = 0,245 J = 2,45 · 10^-1 J. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A (2,40 · 10^-1 J) usaria um valor aproximado de raiz de 6 ou um erro de arredondamento, mas o valor exato fornecido é 2,45. C (5,00 · 10^-1 J) corresponde a outro deslocamento vertical, que não é o da geometria da figura. D (2,40 J) e E (2,45 J) têm ordem de grandeza dez vezes maior, por não converterem corretamente o deslocamento de milímetros para metros. Passo 6: Conclusão: W = 2,45 · 10^-1 J, alternativa B.
💡 Dica: Calcule o trabalho da força peso usando a variação da energia potencial.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente arredondou ou truncou o valor de raiz de 6 (2,45) para 2,40 em alguma etapa, ou fez uma multiplicação aproximada e trocou um algarismo do resultado.
CORRETA. O trabalho da força peso é dado por W = m·g·Δh. A diferença de altura entre as posições é 0,245 m, resultando em W = 10·10·0,245 = 24,5 J, mas como a unidade está em 10⁻¹ J, temos 2,45·10⁻¹ J.
O aluno provavelmente tomou outro deslocamento vertical, lido de forma errada na figura, ou usou um comprimento do fio em vez da componente vertical do movimento, chegando a 0,5 J.
O aluno calculou corretamente 100 N vezes 2,45 · 10^-2 ou esqueceu de converter o deslocamento de milímetros para metros, obtendo 2,45 J com a ordem de grandeza errada por um fator de 10.
O aluno usou o valor 2,45 diretamente como deslocamento em metros ou não converteu a unidade do deslocamento, fazendo 100 · 2,45 · 10^-2 e chegando a 2,45 J, com erro de potência de 10.
Raio-X da questão
trabalho da força peso
avaliacao
força peso e energia potencial
estude energia potencial e trabalho de forças conservativas
Confundir trabalho da força peso com trabalho de outras forças ou esquecer o sinal do trabalho.
pensamento_critico
cotidiano
🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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