Em um experimento sobre o transporte de água em uma planta de grande porte, pesquisadores analisaram a energia…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um experimento sobre o transporte de água em uma planta de grande porte, pesquisadores analisaram a energia potencial gravitacional associada à elevação da mesma quantidade de água no interior do xilema. Mantendo constantes a massa da água e a aceleração da gravidade, eles observaram que essa energia varia proporcionalmente à altura alcançada. Os dados registrados foram: a 10 m de altura, a energia potencial gravitacional da água era de 200 J. Com base no experimento, qual será a energia potencial gravitacional da mesma quantidade de água quando ela atingir 20 m de altura?
- A) 200 J
- B) 400 J
- C) 300 J
- D) 100 J
- E) 500 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A energia potencial gravitacional da água é de 200 J quando a altura é de 10 m, e a massa e a gravidade são mantidas constantes.
- Observe que o enunciado afirma que a energia varia proporcionalmente à altura. Isso significa que a razão entre energia e altura permanece constante: E/h = constante.
- Calcule a constante: 200 J / 10 m = 20 J/m.
- Calcule a energia para 20 m: E = 20 J/m x 20 m = 400 J. Esse resultado também é coerente com a fórmula Ep = m x g x h, pois dobrar a altura dobra a energia, desde que m e g permaneçam constantes.
- Compare com o gabarito oficial, que é B (400 J). Coincide com a resolução.
- Por que as outras estão erradas: A) 200 J é a energia original a 10 m, não a 20 m; C) 300 J não corresponde a uma proporção direta com a altura; D) 100 J representaria uma redução da energia, o que contraria a proporcionalidade direta; E) 500 J exigiria um aumento de 2,5 vezes, enquanto a altura dobrou.
💡 Dica: Utilize a relação entre energia potencial e altura para calcular.
Alternativa por alternativa
O aluno manteve o valor original de 200 J, acreditando que a energia não se altera com a mudança de altura, talvez por confundir a constância da massa e da gravidade com a constância da energia.
A energia potencial gravitacional é diretamente proporcional à altura quando a massa e a aceleração da gravidade permanecem constantes. Como a altura foi duplicada, de 10 m para 20 m, a energia também será duplicada: 200 J × 2 = 400 J.
O aluno somou 100 J ao valor original (200 + 100), supondo um aumento de energia constante ao invés de proporcional à altura.
O aluno interpretou que a energia diminui ao aumentar a altura, possivelmente invertendo a relação ou confundindo energia potencial com energia cinética da água em queda.
O aluno aplicou uma proporção incorreta, calculando 200 x 2,5 ou somando 300 J, sem reconhecer que a altura dobrou e a proporção é direta de fator 2.
Por que engana: Confundir a relação direta entre altura e energia potencial, calculando valores incorretos por não aplicar a proporcionalidade corretamente.
Raio-X da questão
energia potencial gravitacional
avaliacao
energia potencial gravitacional · proporcionalidade direta
Revisar a fórmula da energia potencial gravitacional em função da altura.
Confundir a relação direta entre altura e energia potencial, calculando valores incorretos por não aplicar a proporcionalidade corretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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