Um motor eleva uma massa m = 2,0 kg a uma altura h = 5,0 m em t = 10 s com velocidade constante. Considerando…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um motor eleva uma massa m = 2,0 kg a uma altura h = 5,0 m em t = 10 s com velocidade constante. Considerando g = 10 m/s², calcule a potência mecânica média fornecida pelo motor (em W).
- A) Potência média = 15 W.
- B) Potência média = 5 W.
- C) Potência média = 20 W.
- D) Potência mecânica média = 10 W.
- E) Potência média = 50 W.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Como a velocidade é constante, a força aplicada pelo motor equilibra o peso da massa. Logo F = m x g = 2,0 x 10 = 20 N.
- O trabalho dessa força para elevar a massa h = 5,0 m é W = F x h = 20 x 5,0 = 100 J.
- A potência média é a energia transferida dividida pelo tempo: P = W / t = 100 / 10 = 10 W.
- Portanto a alternativa D está correta e coincide com o gabarito oficial.
- A alternativa A está errada porque 15 W exigiria uma força de 30 N, que não corresponde a m x g com os dados do enunciado.
- A alternativa B está errada porque 5 W corresponderia a um trabalho de 50 J, que é a metade do trabalho real.
- A alternativa C está errada porque 20 W corresponderia a um trabalho de 200 J, valor que não sai dos dados do problema.
- A alternativa E está errada porque 50 W corresponderia a um trabalho de 500 J, que não resulta de m x g x h.
💡 Dica: Calcule a força e divida pela duração para encontrar a potência.
Alternativa por alternativa
Provavelmente adotou uma força de 30 N (por exemplo, usando peso de 3 kg ou um valor de g errado) e calculou 30 x 5 / 10 = 15 W.
Provavelmente tomou o trabalho como metade de m x g x h, aplicando um fator 1/2 como na energia cinética, e obteve 50 J / 10 s = 5 W.
Provavelmente calculou o trabalho como 200 J, por erro de multiplicação ou de unidade, e dividiu por 10 s; ou confundiu potência com a força peso de 20 N.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da potência com a de trabalho, aplicando incorretamente as unidades ou valores.
?U = m·g·h = 2,0·10·5,0 = 100 J; potência média P = ?U / t = 100 J / 10 s = 10 W.
Provavelmente multiplicou m x g x h (100 J) pela altura novamente, obtendo 500 J, e dividiu por 10 s, chegando a 50 W.
Raio-X da questão
potência mecânica
avaliacao
cálculo de potência · forças e movimento
Revisar a fórmula de potência e como calcular a força em um sistema em movimento.
O aluno pode confundir a fórmula da potência com a de trabalho, aplicando incorretamente as unidades ou valores.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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