Ciências da NaturezaMecânica (Cinemática, Leis de Newton, Trabalho e Energia)Médio

Questão de Mecânica (Cinemática, Leis de Newton, Trabalho e Energia) — ENEM

Em uma pesquisa sobre eficiência de equipamentos, técnicos avaliam um guincho elétrico usado para erguer cargas em uma obra, buscando uma tecnologia que economize energia. Eles lembram que o trabalho realizado por uma força constante na direção do deslocamento é o produto da força pela distância percorrida, W = F · d, e que a potência mede a rapidez com que esse trabalho é feito, sendo a razão entre o trabalho realizado e o tempo gasto, P = W ÷ t. No ensaio analisado, o guincho aplica uma força constante de 200 newtons para deslocar a carga por uma distância de 30 metros, levando 10 segundos para concluir a operação. Esses dados permitem comparar o consumo de diferentes modelos. Considerando a força, a distância e o tempo medidos durante o ensaio, qual é a potência desenvolvida por esse guincho ao erguer a carga?
A200 W
B300 W
C600 W
D1200 W
E6000 W

Gabarito comentado

A potência relaciona o trabalho realizado com o tempo necessário para executá-lo, indicando a rapidez de um equipamento. Dois aparelhos podem realizar o mesmo trabalho, mas o mais potente o faz em menos tempo, conceito essencial para avaliar a eficiência de tecnologias.

Resolução passo a passo

A potência é a razão entre o trabalho realizado e o tempo gasto, P = W ÷ t, e o trabalho de uma força constante na direção do deslocamento é W = F · d. Primeiro calcula-se o trabalho: W = 200 newtons × 30 metros = 6000 joules. Em seguida divide-se pelo tempo: P = 6000 ÷ 10 = 600 watts. O valor 200 W repete apenas a força; 300 W divide a distância pelo tempo e esquece a força; 1200 W dobra indevidamente o resultado; 6000 W informa apenas o trabalho, sem dividir pelo tempo. Apenas 600 W combina corretamente as três grandezas, sendo a potência desenvolvida pelo guincho ao erguer a carga.

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