Alternativa correta: C - 2400 L.

1. Tema central da questão

Essa questão trata de energia, potência e trabalho na Física, especialmente da relação entre a energia fornecida por uma fonte (gerador), a energia consumida para elevar água contra a gravidade (trabalho) e o volume de água deslocado. É um tema clássico em concursos porque avalia a capacidade de aplicar conceitos de potência, energia e conversão de unidades.

2. Resumo teórico

Para elevar água a certa altura, é necessário realizar trabalho contra a gravidade:
Trabalho = m · g · h
Onde m é a massa da água (em kg), g é a gravidade (10 m/s²), e h é a altura (12 m).
A potência é a razão entre energia e tempo:
P = E/t → E = P · t
Fonte: Fundamentos de Física - Halliday & Resnick.

3. Justificativa da alternativa correta

O gerador fornece: P = 40 W durante t = 2 horas = 7200 s.
Energia total fornecida: E = 40 × 7200 = 288.000 J.
Esse total é convertido em trabalho para elevar a água (eficiência 100%):
m · g · h = 288.000
m = 288.000 / (10 · 12) = 2.400 kg.
Como a densidade da água é 1 g/cm³ = 1.000 kg/m³:
Volume = massa/densidade = 2.400 kg / 1.000 kg/m³ = 2,4 m³ = 2.400 L.
Portanto, a alternativa C é a correta.

4. Análise das alternativas incorretas

A - 1800 L, B - 2200 L, D - 2600 L: todos esses valores resultam de erros comuns de cálculo como usar tempo errado, esquecer de converter unidades ou errar a substituição dos dados. Só a alternativa C respeita as relações corretas de física e a conversão de unidades.

5. Estratégias para interpretar questões assim

- Grife unidades e faça todas as conversões antes de iniciar os cálculos.
- Verifique se todos os dados foram usados: potência, tempo, altura, densidade.
- Confirme se a eficiência é 100%. Caso contrário, deve-se considerar perdas.
- Desconfie de respostas muito distantes entre si – geralmente, a correta resulta de aplicar todos os passos corretamente.

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