A energia mecânica é a soma da energia cinética com a energia potencial, e sua análise permite prever velocidades, alturas e transformações de movimento em situações do cotidiano. Em problemas de Ensino Médio, ela costuma aparecer com conservação de energia, trabalho de forças não conservativas e comparação entre diferentes pontos de uma trajetória.
Nestes exercícios, você vai trabalhar com situações reais como quedas, lançamentos, molas, atrito e planos inclinados. A ideia é interpretar o sistema, identificar quais energias variam e aplicar corretamente os princípios físicos para chegar à alternativa correta.
Questões de Energia Mecânica
Questão 01
Gabarito: alternativa B). A energia potencial vira cinética: mgh = mv2/2. Logo, v = sqrt(2gh) = 10 m/s.
Questão 02
Gabarito: alternativa A). O trabalho da força vira energia cinética: 30·3 = 90 J = mv2/2. Então v = 3 m/s.
Comentários por alternativa:
- A) O trabalho da força vira energia cinética: 30·3 = 90 J = mv2/2. Então v = 3 m/s.
- B) Usa energia cinética maior que a obtida pelo trabalho.
- C) Triplica o valor correto sem justificativa física.
- D) Dobrou novamente a velocidade, aumentando demais a energia.
- E) Muito acima do valor compatível com 90 J.
Questão 03
Gabarito: alternativa B). A queda de 15 m aumenta a energia cinética: v2 = 52 + 2·10·15 = 225, então v = 15 m/s.
Comentários por alternativa:
- A) Seria possível se não houvesse variação de altura.
- B) A queda de 15 m aumenta a energia cinética: v2 = 52 + 2·10·15 = 225, então v = 15 m/s.
- C) Confunde a velocidade final com outro valor intermediário.
- D) Superestima a contribuição da queda.
- E) Excede o valor obtido pela conservação.
Questão 04
Gabarito: alternativa B). A energia da mola vira cinética: kx2/2 = mv2/2. Então v = 2 m/s.
Comentários por alternativa:
- A) Subestima a energia armazenada na mola.
- B) A energia da mola vira cinética: kx2/2 = mv2/2. Então v = 2 m/s.
- C) Quadruplica indevidamente a velocidade.
- D) Não corresponde à energia da compressão dada.
- E) Muito acima do esperado para essa mola.
Questão 05
Gabarito: alternativa C). No topo, a energia cinética zera: mv2/2 = mgh. Assim, h = v2/(2g) = 20 m.
Comentários por alternativa:
- A) Corresponde a metade da altura correta.
- B) Fica abaixo do valor obtido pela conservação.
- C) No topo, a energia cinética zera: mv2/2 = mgh. Assim, h = v2/(2g) = 20 m.
- D) Exagera a altura para essa velocidade inicial.
- E) Seria o dobro do valor físico correto.
Questão 06
Gabarito: alternativa B). A energia potencial inicial é 200 J; subtraindo 60 J perdidos, restam 140 J de energia cinética.
Comentários por alternativa:
- A) Desconsidera parte importante da energia disponível.
- B) A energia potencial inicial é 200 J; subtraindo 60 J perdidos, restam 140 J de energia cinética.
- C) Mantém quase toda a energia, ignorando a perda.
- D) A soma ficou acima do total inicial.
- E) Ultrapassa a energia potencial inicial.
Questão 07
Gabarito: alternativa E). O peso e o deslocamento têm mesmo sentido na descida: W = mgh = 70·10·2 = 1400 J.
Comentários por alternativa:
- A) O trabalho do peso na descida não é negativo.
- B) Usa apenas metade da altura.
- C) Velocidade constante não implica trabalho nulo do peso.
- D) Esquece a altura total do deslocamento.
- E) O peso e o deslocamento têm mesmo sentido na descida: W = mgh = 70·10·2 = 1400 J.
Questão 08
Gabarito: alternativa C). A energia cinética final é zero e a inicial é 200000 J; logo, ΔEc = 0 – 200000 = -200000 J.
Comentários por alternativa:
- A) Corresponde a apenas um décimo do valor correto.
- B) Usa metade da energia inicial.
- C) A energia cinética final é zero e a inicial é 200000 J; logo, ΔEc = 0 – 200000 = -200000 J.
- D) Troca o sinal da variação.
- E) Exagera muito a energia do movimento.
Questão 09
Gabarito: alternativa D). Da conservação, v = sqrt(2gh). Se g diminui para 1/6, a velocidade cai por fator sqrt(1/6).
Comentários por alternativa:
- A) Quanto menor a gravidade, menor a velocidade de impacto.
- B) Aumentaria, não diminuiria.
- C) Ignora a influência da gravidade no movimento.
- D) Da conservação, v = sqrt(2gh). Se g diminui para 1/6, a velocidade cai por fator sqrt(1/6).
- E) A relação não é diretamente proporcional a g.
Questão 10
Gabarito: alternativa C). Sem atrito, a energia mecânica se conserva. Em mesma altura inicial, a velocidade no topo da segunda rampa é zero.
Comentários por alternativa:
- A) Sem forças dissipativas, a energia não aumenta.
- B) Partiu do repouso, então não pode manter velocidade no mesmo topo.
- C) Sem atrito, a energia mecânica se conserva. Em mesma altura inicial, a velocidade no topo da segunda rampa é zero.
- D) Sem atrito, ele sobe novamente até a mesma altura.
- E) Sem trabalho externo, a energia mecânica não cresce.
Comentários por alternativa: