Um motor elétrico mantém uma carga de massa m = 50 kg subindo com velocidade constante, elevando-a h = 2,0 m…
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 elétrico mantém uma carga de massa m = 50 kg subindo com velocidade constante, elevando-a h = 2,0 m em t = 5,0 s. Considere g = 10 m/s². Calcule a potência média fornecida pelo motor.
- A) P = (m g h)/t = (50·10·2)/5 = 200 W
- B) P = 50 W
- C) P = (50·10·2)/10 = 100 W
- D) P = (mgh)/t = 1000 W
- E) P = mgh = 1000 J
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Como a carga sobe com velocidade constante, a força aplicada pelo motor equilibra o peso. Logo, F = m·g = 50·10 = 500 N. Passo 2: O trabalho dessa força ao elevar a carga 2,0 m é τ = F·h = 500·2,0 = 1000 J. Passo 3: A potência média é a energia transferida dividida pelo tempo: P = τ/t = 1000/5,0 = 200 W. Passo 4: Assim, P = (m·g·h)/t = (50·10·2)/5 = 200 W, que é a alternativa A, igual ao gabarito oficial. Passo 5: A alternativa B está errada porque 50 W é apenas o valor da massa, sem considerar g, h e t. A alternativa C está errada porque usa t = 10 s em vez dos 5 s do enunciado, o que dá metade da potência. A alternativa D está errada porque calcula mgh = 1000 J, mas esquece de dividir pelo tempo, e o resultado não é potência. A alternativa E está errada porque 1000 J é uma energia (trabalho), não uma potência, e a unidade J não corresponde a W. Passo 6: Conclusão: a alternativa correta é a A, com P = 200 W.
💡 Dica: Calcule a potência média usando a fórmula P = W/t.
Alternativa por alternativa
Trabalho W = m g h = 50·10·2 = 1000 J. Potência média P = W/t = 1000 J / 5 s = 200 W.
O aluno tomou apenas a massa (50) como resultado, ignorando a força peso, a altura e o tempo. Não percebeu que a potência depende da energia fornecida por unidade de tempo.
O aluno calculou corretamente o numerador (1000 J), mas dividiu por 10 s, provavelmente por trocar o valor de t de 5,0 s para 10 s ou por confusão ao copiar o enunciado.
O aluno calculou corretamente mgh = 1000, mas não dividiu pelo tempo de 5,0 s, apresentando a energia como se fosse potência. Esqueceu a etapa final do método.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da potência média, utilizando a altura ou o tempo incorretamente, resultando em um valor errado.
O aluno confundiu potência com energia (trabalho), chegando a mgh = 1000 J e apresentando a unidade joule como resposta. Não reconheceu que a questão pede taxa de transferência de energia no tempo.
Raio-X da questão
potência média
avaliacao
cálculo de potência · forças e movimento
Revisar a fórmula da potência média e como calcular trabalho.
O aluno pode confundir a fórmula da potência média, utilizando a altura ou o tempo incorretamente, resultando em um valor errado.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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