Um elevador de massa 500 kg sobe com velocidade constante a uma altura de 12 m. Considerando g = 10 m/s^2 e desprezando perdas, o trabalho realizado pelo motor nesse trecho é

1,2 x 10^4 J, valor duplicado para compensar a subida.

6,0 x 10^4 J, pois a massa do elevador domina o cálculo.

Questões sobre conservação da energia

A conservação da energia é um dos princípios centrais da Física e ajuda a interpretar fenômenos mecânicos, térmicos, elétricos e até nucleares. Em muitos problemas do Ensino Médio, o foco está em identificar quais formas de energia se transformam, quais perdas podem ser desconsideradas e quando a energia mecânica permanece constante.

Neste conjunto de questões, os contextos foram escolhidos para exigir análise e não apenas aplicação direta de fórmula. Em cada situação, você deverá reconhecer o sistema físico, avaliar as interações relevantes e decidir como a energia se distribui ao longo do processo.

Questões sobre conservação da energia

Questão 01

Um carrinho desce uma rampa sem atrito, partindo do repouso. Ao chegar ao final, sua velocidade é maior que no topo. Considerando o sistema carrinho-Terra, a explicação correta é que

A)a energia cinética diminui e se transforma em energia potencial gravitacional.B)a energia potencial gravitacional diminui e se transforma em energia cinética.C)a energia mecânica aumenta porque a inclinação da rampa favorece o movimento.D)parte da energia desaparece, pois o movimento espontâneo reduz a energia total.E)a força peso realiza trabalho nulo, então a velocidade só muda por inércia.

Gabarito: alternativa B). Correto: sem atrito, a perda de energia potencial vira energia cinética.

Comentários por alternativa:

A) A transformação ocorre no sentido oposto ao descrito.
B) Correto: sem atrito, a perda de energia potencial vira energia cinética.
C) A energia mecânica se conserva; a inclinação muda a troca entre formas.
D) A energia não desaparece; ela apenas muda de forma.
E) A força peso realiza trabalho positivo ao longo da descida.

Questão 02

Uma bola é lançada verticalmente para cima, desprezando a resistência do ar. No ponto mais alto da trajetória, é correto afirmar que

A)a energia potencial gravitacional foi destruída durante a subida.B)a energia cinética é máxima e a energia potencial gravitacional é nula.C)a energia mecânica diminui porque a velocidade ficou temporariamente menor.D)a energia cinética é nula e a energia potencial gravitacional é máxima.E)o peso deixa de existir no ponto mais alto, permitindo a parada.

Gabarito: alternativa D). Correto: no topo, a velocidade instantânea é zero e a energia potencial é máxima.

Comentários por alternativa:

A) A energia potencial é convertida, não destruída.
B) No topo, a velocidade é zero, não máxima.
C) A energia mecânica se conserva na ausência de resistência do ar.
D) Correto: no topo, a velocidade instantânea é zero e a energia potencial é máxima.
E) O peso continua atuando durante todo o movimento.

Questão 03

Um corpo de 2 kg está em queda livre a partir de uma altura de 10 m, sem resistência do ar. Usando g = 10 m/s², a energia cinética imediatamente antes de tocar o solo é

A)100 J, pois toda a energia potencial gravitacional inicial vira energia cinética.B)50 J, pois metade da energia potencial foi convertida em movimento.C)20 J, pois parte da energia é perdida pelo aumento da velocidade.D)200 J, porque a queda dobra a energia mecânica do corpo.E)0 J, porque a energia cinética depende apenas da massa.

Gabarito: alternativa A). Correto: Ep inicial = mgh = 2 x 10 x 10 = 200 J; toda vira cinética.

Comentários por alternativa:

A) Correto: Ep inicial = mgh = 2 x 10 x 10 = 200 J; toda vira cinética.
B) Metade não é regra aqui; sem perdas, toda a energia potencial se converte.
C) A energia não é perdida; ela se transforma.
D) A energia mecânica não dobra durante a queda ideal.
E) A energia cinética depende também da velocidade.

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Questão 04

Um atleta salta em um trampolim e, após a compressão, sobe novamente. Desprezando perdas, a energia elástica armazenada no trampolim durante a maior deformação se transforma principalmente em

A)energia térmica do atleta, porque o movimento é interrompido.B)energia sonora que se conserva como principal forma após o salto.C)energia nuclear, pois a deformação altera a estrutura interna do material.D)energia elétrica, porque o corpo em movimento gera corrente.E)energia potencial gravitacional do atleta e energia cinética durante a subida.

Gabarito: alternativa E). Correto: a mola comprimida devolve energia ao atleta, gerando movimento e altura.

Comentários por alternativa:

A) Pode haver pequenas perdas térmicas, mas não é a transformação principal.
B) Som é uma perda pequena, não a forma principal final.
C) Não há transformação significativa em energia nuclear nesse caso.
D) Movimento não implica conversão relevante em energia elétrica.
E) Correto: a mola comprimida devolve energia ao atleta, gerando movimento e altura.

Questão 05

Uma caixa desce um plano inclinado com atrito constante. Ao comparar o início e o fim do percurso, observa-se que a velocidade final é menor do que seria sem atrito. Isso acontece porque

A)a energia potencial gravitacional desaparece antes de virar movimento.B)o atrito cria energia cinética adicional ao longo do movimento.C)o atrito transforma parte da energia mecânica em energia térmica.D)a força normal realiza o trabalho que reduz a velocidade da caixa.E)a conservação da energia mecânica deixa de valer em qualquer situação.

Gabarito: alternativa C). Correto: o atrito converte parte da energia mecânica em energia interna.

Comentários por alternativa:

A) A energia potencial se transforma; não some.
B) O atrito se opõe ao movimento e reduz a energia mecânica útil.
C) Correto: o atrito converte parte da energia mecânica em energia interna.
D) A força normal é perpendicular ao deslocamento e não realiza trabalho relevante.
E) A energia total se conserva; o que muda é a forma mecânica.

Questão 06

Um elevador de massa 500 kg sobe com velocidade constante a uma altura de 12 m. Considerando g = 10 m/s² e desprezando perdas, o trabalho realizado pelo motor nesse trecho é

A)0 J, porque a velocidade constante indica ausência de trabalho.B)6,0 x 10³ J, correspondente ao ganho de energia potencial gravitacional.C)5,0 x 10³ J, porque parte da energia é gasta apenas para manter o movimento.D)1,2 x 10⁴ J, valor duplicado para compensar a subida.E)6,0 x 10⁴ J, pois a massa do elevador domina o cálculo.

Gabarito: alternativa B). Correto: o trabalho do motor iguala o aumento de energia potencial: mgh = 500 x 10 x 12.

Comentários por alternativa:

A) Velocidade constante não implica trabalho nulo; há equilíbrio de forças e transferência de energia.
B) Correto: o trabalho do motor iguala o aumento de energia potencial: mgh = 500 x 10 x 12.
C) O cálculo correto do ganho gravitacional é 6,0 x 10⁴ J, não 5,0 x 10³ J.
D) O valor não é duplicado sem justificativa física.
E) O resultado correto é 6,0 x 10⁴ J, não 6,0 x 10³ J.

Questão 07

Em uma usina hidrelétrica, a água armazenada em um reservatório desce até as turbinas. Desconsiderando perdas, a principal sequência de transformações de energia é

A)energia química da água para energia elétrica nas turbinas.B)energia cinética para energia química e, depois, energia sonora.C)energia térmica para energia mecânica e, depois, energia nuclear.D)energia elétrica para energia potencial e, depois, energia luminosa.E)energia potencial gravitacional para energia cinética e, depois, energia elétrica.

Gabarito: alternativa E). Correto: a água perde energia potencial, ganha movimento e o gerador converte em elétrica.

Comentários por alternativa:

A) A água não armazena energia química nesse processo.
B) A sequência não corresponde ao processo hidrelétrico.
C) Não há transformação nuclear no funcionamento da usina.
D) A energia elétrica é produzida no final, não no início.
E) Correto: a água perde energia potencial, ganha movimento e o gerador converte em elétrica.

Questão 08

Um bloco desliza sobre uma mesa horizontal e para após percorrer certa distância. A interpretação física mais adequada é que

A)a energia cinética foi convertida em energia térmica por efeito do atrito.B)a energia cinética foi convertida em energia potencial gravitacional.C)a força de atrito aumentou a energia mecânica do bloco.D)a energia total do bloco diminuiu até desaparecer no repouso.E)a mesa retirou a massa do bloco, reduzindo sua inércia.

Gabarito: alternativa A). Correto: o atrito dissipa a energia mecânica em forma térmica.

Comentários por alternativa:

A) Correto: o atrito dissipa a energia mecânica em forma térmica.
B) Em mesa horizontal, não há aumento relevante de altura.
C) O atrito reduz a energia mecânica disponível.
D) A energia total não desaparece; ela se transfere ao ambiente.
E) A massa e a inércia do bloco não mudam por causa do atrito.

Questão 09

Um pêndulo ideal oscila em um local onde a resistência do ar é desprezível. Ao passar pelo ponto mais baixo, sua energia mecânica é composta por

A)energia potencial gravitacional máxima e energia cinética nula.B)energia potencial elástica máxima e energia cinética mínima.C)energia térmica máxima e energia cinética nula.D)energia cinética máxima e energia potencial gravitacional mínima.E)energia elétrica máxima e energia potencial gravitacional mínima.

Gabarito: alternativa D). Correto: no ponto mais baixo, a velocidade é maior e a altura é menor.

Comentários por alternativa:

A) Essa situação ocorre no extremo mais alto, não no ponto mais baixo.
B) Não existe energia elástica relevante nesse sistema.
C) Não há predominância de energia térmica num pêndulo ideal.
D) Correto: no ponto mais baixo, a velocidade é maior e a altura é menor.
E) Não há conversão significativa em energia elétrica.

Questão 10

Uma estudante afirma: “Se um sistema está em movimento, sua energia mecânica está aumentando.” A avaliação correta dessa afirmação é que ela

A)está correta, porque movimento e aumento de energia mecânica significam a mesma coisa.B)está correta, desde que a velocidade do corpo seja constante.C)está incorreta, pois o movimento pode ocorrer com energia mecânica constante ou até menor.D)está incorreta apenas quando o corpo está em queda livre.E)está correta quando não existe força resultante agindo no sistema.

Gabarito: alternativa C). Correto: o sistema pode mover-se sem aumentar energia mecânica, como em movimento uniforme.

Comentários por alternativa:

A) Movimento não implica aumento de energia mecânica; depende das interações.
B) Velocidade constante não garante aumento de energia mecânica.
C) Correto: o sistema pode mover-se sem aumentar energia mecânica, como em movimento uniforme.
D) A afirmação é limitada por vários casos, não só queda livre.
E) Força resultante nula pode coexistir com energia mecânica constante.

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