Em Física, trabalho e energia estão ligados pela ideia de transformação: quando uma força atua e produz deslocamento, pode ocorrer transferência de energia entre sistemas. Em situações reais, nem toda força realiza trabalho, e a análise correta depende do ângulo entre a força e o movimento, além da escolha do referencial e das condições do processo.
Neste conjunto de questões, você vai relacionar trabalho, energia cinética, energia potencial e potência em contextos do cotidiano e de fenômenos físicos. As situações exigem leitura cuidadosa, cálculo e interpretação conceitual, com foco em aplicações típicas do Ensino Médio.
Questões sobre trabalho e energia
Questão 01
Gabarito: alternativa A). Força paralela ao deslocamento: W = F.d = 40 x 5 = 200 J.
Questão 02
Gabarito: alternativa B). Só a componente paralela contribui: W = F.d.cos60° = 50 x 10 x 0,5 = 250 J.
Comentários por alternativa:
- A) A força não atua toda na direção do movimento; há componente vertical.
- B) Só a componente paralela contribui: W = F.d.cos60° = 50 x 10 x 0,5 = 250 J.
- C) Há trabalho, pois existe componente horizontal da força.
- D) A componente horizontal favorece o movimento, não o contrário.
- E) A componente vertical não realiza trabalho nesse deslocamento horizontal.
Questão 03
Gabarito: alternativa D). Pelo teorema da energia cinética: W = (1/2)m(vf2-vi2) = 1 x (49-9) = 40 J.
Comentários por alternativa:
- A) A variação de velocidade isolada não determina o trabalho.
- B) Energia cinética não é média de valores inicial e final.
- C) Também depende das velocidades inicial e final.
- D) Pelo teorema da energia cinética: W = (1/2)m(vf2-vi2) = 1 x (49-9) = 40 J.
- E) Aceleração positiva implica trabalho resultante positivo.
Questão 04
Gabarito: alternativa D). Ep = mgh = 5 x 10 x 4 = 200 J.
Comentários por alternativa:
- A) A altura pequena não define o valor; falta considerar m e g.
- B) Falta multiplicar pela altura.
- C) m.h não fornece energia em joules nesse contexto.
- D) Ep = mgh = 5 x 10 x 4 = 200 J.
- E) A dependência é linear com a altura, não quadrática.
Questão 05
Gabarito: alternativa D). P = W/t e W = mgh = 600 x 10 x 15 = 90 000 J; então P = 9 000 W.
Comentários por alternativa:
- A) Falta calcular o trabalho total e depois dividir pelo tempo.
- B) Massa vezes altura não fornece potência.
- C) A energia depende também da altura e da gravidade.
- D) P = W/t e W = mgh = 600 x 10 x 15 = 90 000 J; então P = 9 000 W.
- E) O valor não é o trabalho; é a potência necessária.
Questão 06
Gabarito: alternativa C). Como o atrito é oposto ao deslocamento, W = -F.d = -12 x 8 = -96 J.
Comentários por alternativa:
- A) O atrito se opõe ao movimento, então o trabalho não é positivo.
- B) O atrito altera a energia mecânica por meio de trabalho negativo.
- C) Como o atrito é oposto ao deslocamento, W = -F.d = -12 x 8 = -96 J.
- D) É preciso considerar a intensidade e o sentido da força.
- E) O valor numérico também depende da distância percorrida.
Questão 07
Gabarito: alternativa C). A variação líquida é 500 J – 120 J = 380 J.
Comentários por alternativa:
- A) O trabalho recebido entra no sistema, não reduz a energia.
- B) O saldo não é negativo, pois a entrada supera a saída.
- C) A variação líquida é 500 J – 120 J = 380 J.
- D) A soma direta ignora o sinal da energia térmica liberada.
- E) As trocas não se compensam; sobra energia recebida.
Questão 08
Gabarito: alternativa C). Potência média: P = W/t = 18 000/30 = 600 W.
Comentários por alternativa:
- A) Trabalho e potência têm unidades diferentes.
- B) A divisão correta por 30 s resulta em 600 W.
- C) Potência média: P = W/t = 18 000/30 = 600 W.
- D) Meia hora seria 1800 s, não 30 s.
- E) Somar trabalho com tempo não gera potência.
Questão 09
Gabarito: alternativa C). No topo, v = 0; então mgh = (1/2)mv2, logo h = v2/(2g) = 400/20 = 20 m.
Comentários por alternativa:
- A) A relação não é metade da velocidade; usa-se v2/(2g).
- B) Média entre grandezas não determina a altura máxima.
- C) No topo, v = 0; então mgh = (1/2)mv2, logo h = v2/(2g) = 400/20 = 20 m.
- D) A energia cinética inicial vale 100 J, gerando 20 m, não 40 m.
- E) Sem resistência do ar, a altura é menor e calculada por energia.
Questão 10
Gabarito: alternativa B). Em velocidade constante, P = F.v = mgv = 1000 x 10 x 2 = 20 000 W.
Comentários por alternativa:
- A) Velocidade importa, mas também a força necessária para erguer a carga.
- B) Em velocidade constante, P = F.v = mgv = 1000 x 10 x 2 = 20 000 W.
- C) O resultado numérico não é esse; falta calcular mgv.
- D) Deslocamento isolado não define potência, e sim trabalho por tempo.
- E) A dependência não é com o quadrado da massa.
Comentários por alternativa: