A energia potencial aparece quando a energia de um sistema está associada à sua posição, configuração ou interação. No Ensino Médio, os casos mais comuns são a energia potencial gravitacional e a energia potencial elástica, ambas fundamentais para analisar movimentos, transformações de energia e conservação em diferentes situações.
Em problemas mais desafiadores, é importante escolher corretamente o nível de referência, interpretar o sinal da energia, relacionar variações com trabalho de forças conservativas e identificar quando a energia potencial se transforma em outras formas. As questões a seguir exploram essas ideias em contextos cotidianos e experimentais.
Questões sobre energia potencial
Questão 01
Gabarito: alternativa A). Correta. A variação é mgh = 2,0 x 10 x 1,5 = 30 J.
Questão 02
Gabarito: alternativa C). Correta. A energia potencial depende da altura e é mínima no menor nível escolhido.
Comentários por alternativa:
- A) A altura ainda é maior que no solo, então a energia não é mínima.
- B) No meio do trajeto a altura ainda é intermediária.
- C) Correta. A energia potencial depende da altura e é mínima no menor nível escolhido.
- D) Velocidade máxima não determina energia potencial gravitacional.
- E) Após o impacto, o sistema mudou e a pedra não está mais no mesmo estado mecânico.
Questão 03
Gabarito: alternativa A). Correta. Ep = kx2/2 = 200 x (0,10)2 / 2 = 1,0 J.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. Ep = kx2/2 = 200 x (0,10)2 / 2 = 1,0 J.
- B) A energia depende do quadrado da deformação, não apenas de x.
- C) A força não é constante durante a compressão total.
- D) O valor pequeno de x não define sozinho a energia.
- E) A rigidez alta não dispensa o uso da fórmula correta.
Questão 04
Gabarito: alternativa A). Correta. A energia cinética final iguala a energia potencial inicial, logo a razão é h:2h = 1:2.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. A energia cinética final iguala a energia potencial inicial, logo a razão é h:2h = 1:2.
- B) A energia gravitacional é proporcional à altura, não ao quadrado dela.
- C) As energias iniciais não são iguais quando as alturas são diferentes.
- D) Maior altura não implica menor energia cinética final.
- E) A massa não foi informada como diferente.
Questão 05
Gabarito: alternativa A). Correta. O trabalho do peso é negativo: W = -mgh = -0,50 x 10 x 0,80 = -4,0 J.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. O trabalho do peso é negativo: W = -mgh = -0,50 x 10 x 0,80 = -4,0 J.
- B) Ganho de altura aumenta energia potencial, mas o trabalho da gravidade é negativo.
- C) O valor foi subestimado; faltou usar g e a altura corretamente.
- D) O sinal está incorreto para a gravidade.
- E) Equilíbrio não significa trabalho nulo quando há deslocamento.
Questão 06
Gabarito: alternativa A). Correta. Sem atrito, a energia mecânica se conserva; a diminuição de Ep vira Ec.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. Sem atrito, a energia mecânica se conserva; a diminuição de Ep vira Ec.
- B) Sem atrito, não há dissipação significativa em calor.
- C) A velocidade cresce, mas a energia mecânica continua constante.
- D) Na horizontal, a energia potencial pode ser constante, mas a mecânica não zera.
- E) O sinal depende da referência; a conservação não muda por isso.
Questão 07
Gabarito: alternativa A). Correta. A variação é m g Δh = 3,0 x 10 x (-3,0) = -90 J.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. A variação é m g Δh = 3,0 x 10 x (-3,0) = -90 J.
- B) Altura menor implica variação negativa, não positiva.
- C) A diferença total de altura é 3,0 m, não 1,0 m.
- D) A posição final abaixo do solo torna a variação negativa.
- E) Massa constante não implica energia potencial constante.
Questão 08
Gabarito: alternativa A). Correta. Ao comprimir a mola verticalmente, o bloco desce e sua energia potencial gravitacional diminui.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. Ao comprimir a mola verticalmente, o bloco desce e sua energia potencial gravitacional diminui.
- B) A energia elástica aumenta, mas a gravitacional não cresce por isso.
- C) A compressão altera a altura do bloco em relação ao referencial.
- D) A gravidade continua atuando; a energia não zera por causa da mola.
- E) As duas energias são de naturezas diferentes e não precisam ser iguais.
Questão 09
Gabarito: alternativa A). Correta. Sem perdas, a energia mecânica se conserva e Ep inicial vira Ec final.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. Sem perdas, a energia mecânica se conserva e Ep inicial vira Ec final.
- B) Não sobra metade se o sistema não dissipa energia.
- C) O carrinho ganha energia cinética ao descer.
- D) A energia cinética não dobra sem fonte externa.
- E) Se a energia potencial inicial é dada, a cinética final fica determinada.
Questão 10
Gabarito: alternativa A). Correta. A energia potencial gravitacional depende da altura, não do atrito diretamente.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. A energia potencial gravitacional depende da altura, não do atrito diretamente.
- B) O atrito dissipa mecânica, não determina sozinho a energia gravitacional.
- C) Movimento não garante aumento de energia potencial.
- D) A transformação em calor envolve energia mecânica, não a potencial gravitacional diretamente.
- E) Velocidade não define energia potencial gravitacional.
Comentários por alternativa: