Em uma atividade de Física integrada à Biologia, estudantes analisaram a queda de uma bicicleta de massa 9 kg…
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
Em uma atividade de Física integrada à Biologia, estudantes analisaram a queda de uma bicicleta de massa 9 kg, inicialmente parada, de uma plataforma situada 10 m acima do solo. No modelo adotado, a resistência do ar é desprezada e a aceleração da gravidade é 10 m/s². Um post nas redes sociais afirma que, nessa situação, a bicicleta libera 900 J de energia potencial gravitacional, convertida em energia cinética imediatamente antes do impacto. Com base no texto e no modelo físico adotado, calcule a energia potencial gravitacional da bicicleta em relação ao solo e avalie a afirmação apresentada no post.
- A) A energia potencial gravitacional é 90 J; portanto, a afirmação do post está incorreta.
- B) A energia potencial gravitacional é 9 J; portanto, a afirmação do post está incorreta.
- C) A energia potencial gravitacional é 9000 J; portanto, a afirmação do post está incorreta.
- D) A energia potencial gravitacional é 180 J; portanto, a afirmação do post está incorreta.
- E) A energia potencial gravitacional é 900 J; portanto, a afirmação do post está correta.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A massa é m = 9 kg, a altura em relação ao solo é h = 10 m e a aceleração da gravidade é g = 10 m/s². Como a bicicleta está a 10 m do solo e o referencial é o próprio solo, a altura usada na fórmula é 10 m. Passo 2: Aplique a fórmula da energia potencial gravitacional, Ep = m * g * h. Substituindo os valores, temos Ep = 9 * 10 * 10 = 900 J. Passo 3: Verifique a afirmação do post. Sem resistência do ar, a energia mecânica se conserva. Como a bicicleta parte do repouso, toda a energia potencial inicial se converte em energia cinética imediatamente antes do impacto, que também vale 900 J. Portanto, a afirmação do post está correta, e a alternativa E é a resposta. Passo 4: Por que as outras estão erradas. A (90 J) erra a multiplicação, pois 9 * 10 * 1 não usa a altura de 10 m. B (9 J) considera apenas a massa, ignorando g e h. C (9000 J) multiplica a altura duas vezes ou usa potência de 10 indevida, o que não corresponde a m * g * h. D (180 J) não corresponde a nenhuma combinação correta de m, g e h. Passo 5: Conclusão. Concordo com o gabarito oficial: a energia potencial é 900 J e a afirmação do post é correta, pois o modelo físico adotado dispensa perdas por atrito com o ar.
💡 Dica: Calcule a energia potencial usando a fórmula E = m * g * h.
Alternativa por alternativa
Calculou 9 * 10 * 1, usando a altura como 1 m em vez de 10 m, ou fez a multiplicação de forma incompleta, obtendo 90 J.
Por que engana: O aluno pode confundir a energia potencial com a energia cinética, não realizando o cálculo correto da energia potencial gravitacional.
Achou que a energia potencial é apenas a massa, esquecendo de multiplicar por g e por h, e por isso chegou a 9 J.
Multiplicou a altura duas vezes ou usou uma potência de 10 indevida, como 9 * 10 * 10 * 10, obtendo 9000 J.
Confundiu a fórmula da energia potencial com a da energia cinética ou com outro arranjo de fatores, chegando a 180 J (como 9 * 2 * 10), o que mostra não dominar a relação m * g * h.
A energia potencial gravitacional é calculada por Epg = mgh. Assim, Epg = 9 kg × 10 m/s² × 10 m = 900 J. Como o texto despreza a resistência do ar, essa energia pode ser considerada convertida em energia cinética imediatamente antes do impacto. Logo, a afirmação está correta.
Raio-X da questão
energia potencial gravitacional
avaliacao
energia potencial gravitacional · cálculo de energia
Revisar a fórmula da energia potencial gravitacional e suas aplicações.
O aluno pode confundir a energia potencial com a energia cinética, não realizando o cálculo correto da energia potencial gravitacional.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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