Durante escalada em parede natural, um aluno de massa m = 65 kg sobe verticalmente h = 4,0 m em t = 8,0 s…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante escalada em parede natural, um aluno de massa m = 65 kg sobe verticalmente h = 4,0 m em t = 8,0 s mantendo velocidade constante. Considere g = 10 m/s². Calcule o trabalho mecânico W = m·g·h (J) e a potência média P = W/t (W) exigida do escalador.
- A) W = 3,0×10³ J; P = 4,0×10² W.
- B) W = 2,60×10³ J; P = 3,25×10² W.
- C) W = 2,6×10² J; P = 3,25 W.
- D) W = 1,0×10³ J; P = 1,25×10² W.
- E) W = 2,0×10³ J; P = 2,5×10² W.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: m = 65 kg, h = 4,0 m, t = 8,0 s e g = 10 m/s². Como a velocidade é constante, a força que o escalador aplica é igual ao seu peso, e o trabalho é W = m·g·h. Passo 2: Calcule o trabalho: W = 65 × 10 × 4,0 = 2600 J, que equivale a 2,60×10³ J. Passo 3: Calcule a potência média: P = W/t = 2600 / 8,0 = 325 W, que equivale a 3,25×10² W. Passo 4: Confira a alternativa B, que apresenta exatamente W = 2,60×10³ J e P = 3,25×10² W. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A tem W arredondado de forma grosseira para 3000 J e uma potência que não corresponde a 3000/8; C tem a ordem de grandeza errada nos dois valores (2,6×10² J e 3,25 W); D não corresponde a 65 × 10 × 4 e sua potência não é compatível com o trabalho apresentado; E usa um trabalho de 2000 J, que corresponderia a uma massa de 50 kg, e não aos 65 kg do enunciado. Passo 6: Conclusão: o gabarito oficial B está correto e coincide com a resolução independente.
💡 Dica: Calcule primeiro o trabalho mecânico e depois a potência média.
Alternativa por alternativa
O aluno arredondou o produto 65 × 10 × 4 = 2600 para 3000 e, a partir daí, calculou a potência sem manter a coerência com o valor exato do trabalho.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do trabalho, utilizando a altura errada ou não considerando a gravidade corretamente.
W = m·g·h = 65·10·4 = 2600 J. Potência P = W/t = 2600/8 = 325 W.
O aluno perdeu uma potência de dez tanto no trabalho quanto na potência, escrevendo 2,6×10² J em vez de 2,6×10³ J e, por consequência, 3,25 W em vez de 3,25×10² W.
O aluno calculou o produto m·g·h com valores incorretos, obtendo cerca de 1000 J, e depois dividiu esse valor por t sem refazer a conta a partir dos dados do enunciado.
O aluno leu a massa do escalador como 50 kg em vez de 65 kg, o que resulta em W = 2000 J e P = 250 W.
Raio-X da questão
trabalho e potência
avaliacao
cálculo de trabalho e potência · força e movimento
Revisar as fórmulas de trabalho e potência na física.
O aluno pode confundir a fórmula do trabalho, utilizando a altura errada ou não considerando a gravidade corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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