Em uma oficina de ciências de uma escola pública, estudantes testaram um gerador elétrico acionado por uma…
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 uma oficina de ciências de uma escola pública, estudantes testaram um gerador elétrico acionado por uma manivela. Durante um dos testes, um sensor registrou que uma força constante de 200 N foi aplicada ao cabo da manivela. O ponto de aplicação da força deslocou-se 0,50 m na mesma direção e no mesmo sentido da força, enquanto o gerador funcionava. Considere que o trabalho realizado pela força é dado por W = F · d · cos ?, em que ? é o ângulo entre a força e o deslocamento. Com base nos dados do teste, qual foi o trabalho realizado pela força aplicada ao cabo da manivela?
- A) 100 J
- B) 400 J
- C) 200 J
- D) 200,5 J
- E) 50 J
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A força aplicada é F = 200 N e o deslocamento do ponto de aplicação é d = 0,50 m. Força e deslocamento têm a mesma direção e o mesmo sentido, então o ângulo entre eles é 0 grau. Passo 2: Aplique a fórmula W = F · d · cos(ângulo). Como cos(0 grau) = 1, a fórmula se reduz a W = F · d. Passo 3: Calcule W = 200 · 0,50 · 1 = 100 J. Passo 4: Compare com as alternativas. A alternativa A (100 J) está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa B (400 J) está errada porque o valor resulta de dividir a força pelo deslocamento, em vez de multiplicar. A alternativa C (200 J) está errada porque considera apenas a força e ignora o deslocamento. A alternativa D (200,5 J) está errada porque soma os valores em vez de multiplicá-los. A alternativa E (50 J) está errada porque usa cos 60 grau, que só valeria se o ângulo entre força e deslocamento fosse de 60 graus, o que não ocorre neste caso.
💡 Dica: Calcule o trabalho usando a fórmula W = F * d.
Alternativa por alternativa
Como a força e o deslocamento têm a mesma direção e o mesmo sentido, θ = 0° e cos 0° = 1. Assim, W = F · d = 200 · 0,50 = 100 J.
O aluno provavelmente dividiu a força pelo deslocamento (200 / 0,50 = 400) em vez de multiplicá-los, ou inverteu a ordem da operação.
O aluno considerou apenas o valor da força como se fosse o trabalho, ignorando o deslocamento do ponto de aplicação.
O aluno somou a força e o deslocamento (200 + 0,50 = 200,5) em vez de multiplicá-los na fórmula do trabalho.
O aluno usou cos 60 grau (0,5) como fator, achando que o ângulo entre força e deslocamento era de 60 graus, quando o enunciado diz que têm mesma direção e sentido, logo o ângulo é zero.
Raio-X da questão
trabalho em física
avaliacao
cálculo de trabalho · força e distância
Revisar a fórmula do trabalho e suas aplicações em física.
Confundir a fórmula do trabalho, multiplicando a força pela distância sem considerar a direção da força.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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