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Um elevador de massa 200 kg é levantado 10 m em 20 s por um motor a velocidade constante. Despreze atrito e…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT107

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 elevador de massa 200 kg é levantado 10 m em 20 s por um motor a velocidade constante. Despreze atrito e use g = 10 m/s². Qual a potência média fornecida pelo motor?

A) 100 W
B) 500 W
C) 1000 W
D) 3000 W
E) 2000 W

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados. Massa m = 200 kg, altura h = 10 m, tempo t = 20 s, g = 10 m/s^2 e velocidade constante, o que indica que a força aplicada pelo motor equilibra exatamente o peso do elevador. Passo 2: Calcule o peso do elevador: P = m x g = 200 x 10 = 2000 N. Passo 3: Como a velocidade é constante, a força do motor é igual ao peso, F = 2000 N. Passo 4: Calcule o trabalho realizado para levantar o elevador: W = F x h = 2000 x 10 = 20000 J. Passo 5: Calcule a potência média: Pot = W / t = 20000 / 20 = 1000 W. Passo 6: Resposta: alternativa C, 1000 W. Por que as outras estão erradas: A) 100 W esquece de multiplicar a força pela altura; B) 500 W usa metade do trabalho correto; D) 3000 W resulta de um erro no cálculo do trabalho; E) 2000 W confunde a potência com a força peso. Resolvi a questão por conta própria e o resultado coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Calcule a potência usando a fórmula P = W/t.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno calculou apenas peso dividido pelo tempo (2000 / 20 = 100) e esqueceu de multiplicar pela distância, que é necessária para obter o trabalho.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno obteve 10000 J de trabalho, possivelmente aplicando a fórmula de energia cinética (metade de m x v^2) ou dividindo o trabalho por 2 sem justificativa, e então dividiu por 20 s.

Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da potência média, utilizando a força em vez do trabalho realizado pelo elevador.

C Correta

Trabalho W = m·g·h = 200·10·10 = 20 000 J; potência P = W/t = 20 000 J / 20 s = 1000 W.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno errou o cálculo do trabalho, obtendo 60000 J (por exemplo, multiplicando o peso por um valor de altura incorreto ou somando valores em vez de multiplicar), e então dividiu por 20 s.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno confundiu potência com força: tomou o peso de 2000 N como resposta direta em watts, sem considerar o intervalo de tempo em que o trabalho é realizado.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

potência média

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de potência · forças e movimento

📚 Reveja

Revisar a fórmula de potência e trabalho em física.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a fórmula da potência média, utilizando a força em vez do trabalho realizado pelo elevador.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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