A energia potencial é uma forma de energia associada à posição, à configuração ou ao estado de um sistema. No Ensino Médio, ela aparece com frequência em situações envolvendo gravidade, elasticidade e campos elétricos, permitindo prever transformações de energia em movimentos e interações.
Compreender energia potencial exige relacionar causas e efeitos físicos: quanto maior a altura, maior a energia potencial gravitacional; quanto maior a deformação de uma mola, maior a energia potencial elástica. As questões a seguir exploram esses conceitos em contextos cotidianos e experimentais, com maior exigência de interpretação e cálculo.
Questões sobre energia potencial
Questão 01
Gabarito: alternativa B). Correta. Usa-se Ep = mgh: 2,0 x 10 x 1,5 = 30 J.
Questão 02
Gabarito: alternativa D). Correta. Em ambos os casos, m h = 32, então Ep é a mesma.
Comentários por alternativa:
- A) A comparação não depende de um raciocínio sobre subir menos.
- B) A massa maior não garante energia maior se a altura muda proporcionalmente.
- C) A altura maior compensa a massa menor, mantendo m h igual.
- D) Correta. Em ambos os casos, m h = 32, então Ep é a mesma.
- E) Como g é o mesmo, ele se cancela na comparação.
Questão 03
Gabarito: alternativa A). Correta. Ep = kx2/2 = 200 x 0,102 / 2 = 1,0 J.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. Ep = kx2/2 = 200 x 0,102 / 2 = 1,0 J.
- B) A expressão correta envolve x2 e o fator 1/2.
- C) A energia não é dada por k dividido por deformação.
- D) Falta o fator 1/2; com ele, o valor cai para 1,0 J.
- E) Energia não é metade da deformação; depende de k e x2.
Questão 04
Gabarito: alternativa E). Correta. Com a mesma deformação, Ep é proporcional a k; 400 é quatro vezes 100.
Comentários por alternativa:
- A) Constante maior aumenta, não reduz, a energia armazenada.
- B) A razão entre as energias é 4, não 2.
- C) A deformação igual não basta; a constante elástica também importa.
- D) Constante menor implica menor energia para mesma deformação.
- E) Correta. Com a mesma deformação, Ep é proporcional a k; 400 é quatro vezes 100.
Questão 05
Gabarito: alternativa C). Correta. Sem resistência do ar, a energia potencial gravitacional converte-se em cinética.
Comentários por alternativa:
- A) A transformação principal não envolve energia térmica nesse modelo.
- B) Na queda, ocorre o oposto: potencial cai e cinética cresce.
- C) Correta. Sem resistência do ar, a energia potencial gravitacional converte-se em cinética.
- D) A energia potencial varia com a altura; não fica constante.
- E) A energia mecânica não aumenta sem trabalho externo.
Questão 06
Gabarito: alternativa B). Correta. v2 = 2gh; logo, h = 202 / (2 x 10) = 20 m? Wait need consistency. Let's fix option A. Need calculate 20 m.
Comentários por alternativa:
- A) A relação correta envolve v2, não apenas v/g.
- B) Correta. v2 = 2gh; logo, h = 202 / (2 x 10) = 20 m? Wait need consistency. Let's fix option A. Need calculate 20 m.
- C) A massa se cancela na conta da altura máxima.
- D) A energia cinética é mv2/2, não mv2.
- E) Velocidade e altura não são iguais numericamente.
Questão 07
Gabarito: alternativa E). Correta. A variação de energia cinética iguala a perda de Ep: gΔh = 10 x 25 = 250 J/kg.
Comentários por alternativa:
- A) A variação de 25 m gera 250 J/kg, não 5 J/kg.
- B) Usa a altura inicial sem considerar a variação efetiva.
- C) Sem atrito, não há perda mecânica nesse modelo.
- D) Não se somam alturas; calcula-se a diferença vertical.
- E) Correta. A variação de energia cinética iguala a perda de Ep: gΔh = 10 x 25 = 250 J/kg.
Questão 08
Gabarito: alternativa A). Correta. Energia potencial gravitacional depende da altura, não do caminho percorrido.
Comentários por alternativa:
- A) Correta. Energia potencial gravitacional depende da altura, não do caminho percorrido.
- B) O deslocamento total não define energia potencial; a altura define.
- C) Movimento horizontal, sozinho, não altera a energia gravitacional.
- D) A energia potencial não depende de haver movimento vertical no instante.
- E) Velocidade está ligada à energia cinética, não à potencial gravitacional.
Questão 09
Gabarito: alternativa D). Correta. Massa = 1000 x 0,5 = 500 kg; então Ep = 500 x 10 x 12 = 6,0 x 104 J.
Comentários por alternativa:
- A) A densidade entra uma vez, na conversão para massa.
- B) Falta considerar a gravidade no cálculo.
- C) A relação com volume não é linear dessa forma; o cálculo correto é mgh.
- D) Correta. Massa = 1000 x 0,5 = 500 kg; então Ep = 500 x 10 x 12 = 6,0 x 104 J.
- E) O volume sozinho não determina a energia sem altura e gravidade.
Questão 10
Gabarito: alternativa C). Correta. Mesma altura implica mesma Ep; o atrito reduz a energia mecânica total.
Comentários por alternativa:
- A) Atrito não aumenta a energia cinética final; ele a reduz.
- B) Mesma altura implica mesma energia potencial gravitacional.
- C) Correta. Mesma altura implica mesma Ep; o atrito reduz a energia mecânica total.
- D) Se volta à mesma altura, a energia potencial não diminui.
- E) Calor vem da mecânica, então a energia mecânica total não aumenta.
Comentários por alternativa: