PUC-RS 2011 (inverno) — questão 1 de Física

Gabarito CEnergia — potência média de uma escada rolanteConcurso Vestibular · Inverno
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 1 de Física do PUC-RS 2011 (inverno)

Enunciado em texto

Uma escada rolante transporta 20 pessoas (60kg cada, em média) por minuto do 1º. para o 2º. andar de uma loja, elevando-as 5,0m na direção vertical. Considerando a aceleração da gravidade como 10m/s², a potência média desenvolvida contra a gravidade é, em watts,

(A) 1,0×1021{,}0 \times 10^{2}

(B) 2,0×1022{,}0 \times 10^{2}

(C) 1,0×1031{,}0 \times 10^{3}

(D) 2,0×1032{,}0 \times 10^{3}

(E) 6,0×1046{,}0 \times 10^{4}

(Enunciado: Concurso Vestibular PUC-RS 2011 (Inverno) — PUCRS.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).

Resolução comentada

O que a questão pede: a potência que a escada gasta só para subir as pessoas, em média.

Passo 1 — a energia em um minuto. Em 1 minuto sobem 20 pessoas de 60 kg: massa total de 1 200 kg. Subir 5,0 m exige, contra a gravidade, um trabalho igual ao ganho de energia potencial:

W=m g h=1 200×10×5,0W = m\,g\,h = 1\,200 \times 10 \times 5{,}0

W=60 000 JW = 60\,000\ \text{J}

Passo 2 — a potência. Esse trabalho é feito em 1 minuto = 60 s:

P=WΔt=60 00060=1 000 WP = \frac{W}{\Delta t} = \frac{60\,000}{60} = 1\,000\ \text{W}

⚠️ A armadilha: esquecer de passar o minuto para segundos e dividir por 1, ficando com 6,0×1046{,}0 \times 10^4 (alternativa E): isso é a energia em joules, não a potência em watts.

A ideia em uma frase: potência é energia por segundo: mgh de todo mundo que sobe num minuto, dividido por 60 s.

Resposta: alternativa C (1,0×1031{,}0 \times 10^{3} W).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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