Em uma oficina de cenografia, uma equipe ergue dois equipamentos de mesma massa, 2 kg, para posições…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Em uma oficina de cenografia, uma equipe ergue dois equipamentos de mesma massa, 2 kg, para posições diferentes. Um é colocado a 1 m do piso e o outro, a 2 m. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s². A energia potencial gravitacional pode ser calculada por E = mgh. Observe o esquema das duas posições. Com base nos dados e no esquema, como se comparam as energias potenciais gravitacionais dos dois equipamentos?
- A) Os dois equipamentos ficam com a mesma energia potencial gravitacional.
- B) O equipamento colocado a 2 m fica com o dobro da energia potencial gravitacional do que o colocado a 1 m.
- C) O equipamento colocado a 2 m fica com três vezes a energia potencial gravitacional do que o colocado a 1 m.
- D) O equipamento colocado a 2 m fica com quatro vezes a energia potencial gravitacional do que o colocado a 1 m.
- E) O equipamento colocado a 2 m fica com metade da energia potencial gravitacional do que o colocado a 1 m.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Use E = mgh. Como os dois equipamentos têm massa de 2 kg e g = 10 m/s², a energia depende diretamente da altura.
- A 1 m, E = 2 × 10 × 1 = 20 J. A 2 m, E = 2 × 10 × 2 = 40 J.
- 40 J é o dobro de 20 J; portanto, a alternativa B está correta. A alternativa A erra ao afirmar que as energias são iguais; C e D atribuem fatores três e quatro sem fundamento nos dados; E inverte a comparação, pois a energia aumenta com a altura. O gabarito oficial coincide com a resolução.
💡 Dica: Como a massa e a gravidade são iguais, compare as alturas.
Alternativa por alternativa
O aluno pode considerar apenas que os equipamentos têm a mesma massa e ignorar que estão em alturas diferentes. Como a energia potencial depende de mgh, a altura altera o resultado.
Por que engana: Achar que a energia triplica ou quadruplica por somar valores ou confundir a razão entre alturas.
Como as massas e a aceleração da gravidade são iguais, a energia potencial gravitacional é proporcional à altura. Assim, dobrar a altura dobra a energia: os valores são 40 J e 20 J.
O aluno reconhece que a energia aumenta com a altura, mas compara incorretamente 2 m com 1 m e conclui que o fator é três. A razão correta entre as alturas é 2 para 1.
O aluno pode confundir a relação direta entre energia e altura com uma relação quadrática, como se fosse preciso elevar a razão das alturas ao quadrado. A fórmula fornecida mostra que E é proporcional a h.
O aluno inverte a comparação ou pensa que, ao aumentar a altura, a energia potencial diminui. Na fórmula E = mgh, mantendo massa e gravidade constantes, a energia cresce com a altura.
Raio-X da questão
Energia potencial gravitacional
fixacao
Multiplicação e razão entre grandezas · Identificação das grandezas massa, gravidade e altura
Relação E=mgh e proporcionalidade com a altura
Achar que a energia triplica ou quadruplica por somar valores ou confundir a razão entre alturas.
cotidiano
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