Uma equipe eleva um kit de primeiros socorros de massa 12 kg a 4,0 m do chão usando um cabo e um polia fixa…
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
Uma equipe eleva um kit de primeiros socorros de massa 12 kg a 4,0 m do chão usando um cabo e um polia fixa. Durante a subida, 15% do trabalho realizado pela equipe é dissipado por atrito na polia. Usar g = 10 m/s². Calcule: (a) o trabalho gravitacional a ser ganho pelo kit; (b) a força média que a equipe deve aplicar no cabo; (c) a potência média se a subida leva 8,0 s.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Dados: m = 12 kg, h = 4,0 m, g = 10 m/s². Trabalho gravitacional (energia potencial): W_g = m·g·h = 12·10·4,0 = 480 J. Como 15% do trabalho feito é dissipado, o trabalho fornecido pela equipe W_in satisfaz W_g = 0,85·W_in ? W_in = W_g/0,85 = 480/0,85 = 564,7059 J ˜ 565 J. Força média aplicada F = W_in / h = 564,7059/4,0 = 141,1765 N ˜ 141 N (direção: para cima ao longo do cabo). Potência média P = W_in / t = 564,7059/8,0 = 70,5882 W ˜ 70,6 W. Fórmulas usadas: W = m·g·h (J), F = W/h (N), P = W/t (W).
Explicação
O cálculo do trabalho gravitacional é feito utilizando a fórmula da energia potencial, que considera a massa, a aceleração da gravidade e a altura. A dissipação de 15% do trabalho devido ao atrito é levada em conta ao calcular o trabalho total realizado pela equipe, o que permite determinar a força média aplicada e a potência média. Esses cálculos são fundamentais para entender a relação entre trabalho, força e potência em sistemas mecânicos.
Raio-X da questão
trabalho e potência
avaliacao
trabalho e energia · força e movimento
Revisar os conceitos de trabalho, força e potência em física.
O aluno pode confundir o trabalho realizado com o trabalho efetivo, não considerando a dissipação de energia por atrito.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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