Em um laboratório escolar mediu-se a eficiência de um plano inclinado: massa m = 10 kg sobe em velocidade…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um laboratório escolar mediu-se a eficiência de um plano inclinado: massa m = 10 kg sobe em velocidade constante por comprimento l = 4,00 m até altura h = 0,80 m. A força paralela medida é F = 30 N. Use g = 10 m/s². Calcule trabalho útil, trabalho de entrada, rendimento (%) e compare MA com MA_ideal, avaliando possíveis causas da diferença.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
W_out = m g h = 10·10·0,80 = 80 J. W_in = F·l = 30·4,00 = 120 J. ? = 80/120 = 0,6667 ? 66,7%. MA = mg/F = 100/30 ˜ 3,33. MA_ideal = l/h = 4,00/0,80 = 5,00. MA real < MA_ideal e ?<100% devido ao atrito, forças normais e perdas térmicas, além de erros de medida.
Explicação
O trabalho útil é calculado pela força gravitacional que atua sobre a massa elevada a uma altura específica, enquanto o trabalho de entrada é obtido multiplicando a força aplicada pelo deslocamento. O rendimento é a razão entre o trabalho útil e o trabalho de entrada, expressa em porcentagem, e indica a eficiência do sistema. A comparação entre MA real e MA ideal revela que a diferença se deve a fatores como atrito e perdas de energia, que não estão presentes no cálculo ideal.
Raio-X da questão
trabalho e rendimento
avaliacao
trabalho e energia · forças em planos inclinados
Revisar os conceitos de trabalho, rendimento e máquinas simples.
O aluno pode confundir trabalho útil com trabalho total, não considerando a força de atrito ou outras perdas de energia no sistema.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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