FAMECA 2020 — questão 38 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a energia total que o corpo gastou, sabendo que só 15% dela virou trabalho útil.

Passo 1 — o trabalho útil. Subindo devagar (sem ganhar velocidade), o trabalho externo é o necessário para elevar o corpo, igual ao ganho de energia potencial:

$$\tau = m\,g\,h = 60 \times 10 \times 20$$

$$\tau = 1{,}2 \times 10^{4}\ \text{J}$$

Passo 2 — o rendimento. Esse trabalho é 15% da energia consumida:

$$0{,}15\,E = 1{,}2 \times 10^{4}$$

$$E = \frac{1{,}2 \times 10^{4}}{0{,}15} = 8{,}0 \times 10^{4}\ \text{J}$$

⚠️ A armadilha: multiplicar por 0,15 em vez de dividir: 0,15 × 12 000 = 1 800 J (alternativa B). A energia consumida é maior que o trabalho útil, porque a maior parte (85%) vira calor no corpo.

A ideia em uma frase: rendimento = trabalho útil ÷ energia consumida; com 15%, a energia gasta é o trabalho dividido por 0,15.

Resposta: alternativa A ($8{,}0 \times 10^{4}$ J).