A energia mecânica está presente em situações do cotidiano, como o movimento de veículos, a queda de objetos, o funcionamento de montanhas-russas e a compressão de molas. No Ensino Médio, ela costuma ser estudada como a soma das energias cinética e potencial, permitindo analisar transformações energéticas em sistemas diversos.
Em problemas mais difíceis, é comum relacionar conservação da energia mecânica, trabalho de forças dissipativas e variações de altura, velocidade e deformação. As questões a seguir exploram essas ideias em contextos práticos, exigindo interpretação física e aplicação de fórmulas com cuidado.
Questões sobre energia mecânica
Questão 01
Gabarito: alternativa B). Correta: pela conservação da energia, mgh = mv2/2, resultando em v = sqrt(2gh) = 10 m/s?
Questão 02
Gabarito: alternativa A). Correta: no topo, v = 0 e mv2/2 = mgh, então h = v2/(2g) = 7,2 m?
Comentários por alternativa:
- A) Correta: no topo, v = 0 e mv2/2 = mgh, então h = v2/(2g) = 7,2 m?
- B) O valor está dobrado em relação ao resultado correto.
- C) A altura não é igual à velocidade inicial.
- D) A massa cancela na conta; ela não altera a altura ideal.
- E) Sem resistência do ar, a energia mecânica se conserva.
Questão 03
Gabarito: alternativa B). Correta: E final = mgh – 15 = 60 – 15 = 45 J, então mv2/2 = 45 e v = 5,5 m/s?
Comentários por alternativa:
- A) A energia cinética final fica maior que isso com os dados fornecidos.
- B) Correta: E final = mgh – 15 = 60 – 15 = 45 J, então mv2/2 = 45 e v = 5,5 m/s?
- C) A conta energética não leva a esse valor.
- D) O atrito altera a energia mecânica final, sim.
- E) A altura sozinha não determina a velocidade quando há dissipação.
Questão 04
Gabarito: alternativa C). Correta: 1/2 kx2 = 1/2 mv2, então v = x sqrt(k/m) = 1,4 m/s.
Comentários por alternativa:
- A) Subestima a velocidade; a energia da mola é suficiente para mais que isso.
- B) Não há simetria que determine esse valor.
- C) Correta: 1/2 kx2 = 1/2 mv2, então v = x sqrt(k/m) = 1,4 m/s.
- D) O valor fica maior do que o obtido pela conservação de energia.
- E) A velocidade não cresce assim apenas por causa da constante elástica.
Questão 05
Gabarito: alternativa B). Correta: DeltaEp = mgh = 500 x 10 x 8 = 4,0 x 104 J.
Comentários por alternativa:
- A) Falta um fator numérico na substituição de mgh.
- B) Correta: DeltaEp = mgh = 500 x 10 x 8 = 4,0 x 104 J.
- C) A inércia não entra no cálculo da energia potencial.
- D) A velocidade constante não altera o ganho de energia potencial.
- E) O valor não corresponde ao produto mgh com os dados dados.
Questão 06
Gabarito: alternativa B). Correta: mgh = 2,8 x 103, então h = 2,8 x 103 / 700 = 4 m.
Comentários por alternativa:
- A) O resultado fica menor que o obtido pela relação energética.
- B) Correta: mgh = 2,8 x 103, então h = 2,8 x 103 / 700 = 4 m.
- C) Não corresponde à divisão por mg.
- D) A massa não multiplica diretamente a altura dessa forma.
- E) A conversão ocorre entre energias, não nessa relação com altitude.
Questão 07
Gabarito: alternativa B). Correta: Ep inicial = 0,20 x 10 x 1,5 = 3,0 J; restam 2,0 J de energia mecânica útil.
Comentários por alternativa:
- A) Ainda sobra energia mecânica convertida em movimento.
- B) Correta: Ep inicial = 0,20 x 10 x 1,5 = 3,0 J; restam 2,0 J de energia mecânica útil.
- C) A energia potencial inicial não é 4,0 J.
- D) A perda altera, sim, a energia cinética final.
- E) Pressão não substitui o balanço energético do problema.
Questão 08
Gabarito: alternativa A). Correta: mgh = mv2/2, então h = v2/(2g) = 202/20 = 20 m?
Comentários por alternativa:
- A) Correta: mgh = mv2/2, então h = v2/(2g) = 202/20 = 20 m?
- B) A relação não é linear com a velocidade.
- C) O quadrado aparece, mas a conta não leva a esse valor.
- D) Sem atrito, não há perda considerada.
- E) A curvatura não altera a conservação de energia.
Questão 09
Gabarito: alternativa B). Correta: sem atrito e sem variação de velocidade, o trabalho da tração iguala mgh = 48 J.
Comentários por alternativa:
- A) O valor não corresponde a mgh para esses dados.
- B) Correta: sem atrito e sem variação de velocidade, o trabalho da tração iguala mgh = 48 J.
- C) O dobro não aparece na relação energética.
- D) A velocidade não foi informada e não entra assim no cálculo.
- E) O trabalho não é igual à altura em metros.
Questão 10
Gabarito: alternativa C). Correta: DeltaEc = -36 J e W = -f.d, então f = 36/3 = 12 N.
Comentários por alternativa:
- A) A energia inicial é maior que isso; a força fica subestimada.
- B) O produto força vezes distância não corresponde a esse valor de força.
- C) Correta: DeltaEc = -36 J e W = -f.d, então f = 36/3 = 12 N.
- D) Não há metade do percurso informada para a parada.
- E) A massa e a velocidade não bastam sem usar o deslocamento.
Comentários por alternativa: