No estudo de trabalho e energia, é importante distinguir grandezas que descrevem a ação de uma força sobre um corpo e aquelas que descrevem a capacidade de produzir transformações. O trabalho mecânico relaciona força, deslocamento e o ângulo entre eles, enquanto a energia aparece em diferentes formas, como cinética, potencial gravitacional, elástica e térmica.
Esses conceitos ajudam a analisar situações do cotidiano, como subir uma ladeira, frear um carro, comprimir uma mola ou empurrar um carrinho. Em muitos problemas, a resolução exige combinar teoremas, conservação de energia e interpretação física cuidadosa das condições do sistema.
Questões sobre trabalho e energia
Questão 01
Gabarito: alternativa B). Correto: W = F.d.cos 0 = 50.4 = 200 J.
Questão 02
Gabarito: alternativa D). Correto: W = F.d.cos 60° = 20.3.0.0,5 = 30 J.
Comentários por alternativa:
- A) Toda a distância conta; o que muda é a componente da força.
- B) A força efetiva não é metade por definição; depende do cosseno.
- C) Metade do trabalho não resulta daqui, pois cos 60° = 0,5 e há deslocamento total.
- D) Correto: W = F.d.cos 60° = 20.3.0.0,5 = 30 J.
- E) Se não estiver alinhada, o trabalho pode ser diferente de zero.
Questão 03
Gabarito: alternativa A). Correto: Ec = m.v2/2 = 2.36/2 = 12 J.
Comentários por alternativa:
- A) Correto: Ec = m.v2/2 = 2.36/2 = 12 J.
- B) A velocidade não entra apenas multiplicada; entra ao quadrado.
- C) Falta o fator 1/2 na expressão.
- D) A dependência com a velocidade é quadrática, não linear.
- E) O valor não depende de ser pequena ou grande de forma subjetiva.
Questão 04
Gabarito: alternativa E). Correto: Ep = mgh = 3.10.2 = 60 J.
Comentários por alternativa:
- A) A energia potencial muda com a altura, logo a diferença é relevante.
- B) Não há divisão por dois na fórmula.
- C) Massa e altura não se compensam; elas multiplicam.
- D) O peso ajuda no cálculo, mas não substitui mgh sem atenção às unidades.
- E) Correto: Ep = mgh = 3.10.2 = 60 J.
Questão 05
Gabarito: alternativa C). Correto: Epe = kx2/2 = 200.0,102/2 = 1,0 J.
Comentários por alternativa:
- A) A deformação sozinha não basta; entra ao quadrado.
- B) A força média não é igual a k; usa-se a área do gráfico F x x.
- C) Correto: Epe = kx2/2 = 200.0,102/2 = 1,0 J.
- D) A energia elástica não cresce linearmente com a deformação.
- E) Não existe regra de metade da energia devolvida nesse cálculo.
Questão 06
Gabarito: alternativa B). Correto: mgh = mv2/2, então v = raiz(2gh) = raiz(40) ≈ 6,3 m/s.
Comentários por alternativa:
- A) Não há relação de metade da altura com metade da velocidade.
- B) Correto: mgh = mv2/2, então v = raiz(2gh) = raiz(40) ≈ 6,3 m/s.
- C) A massa cancela na equação; não aumenta a velocidade final por si.
- D) Gravidade fornece aceleração, não velocidade diretamente.
- E) A altura isolada não determina a velocidade sem aplicar a fórmula.
Questão 07
Gabarito: alternativa E). Correto: W = DeltaEc = mv2/2, logo v = raiz(40) ≈ 6,3 m/s.
Comentários por alternativa:
- A) Não foi informado perda de energia; o enunciado diz conversão total.
- B) Velocidade não é diretamente proporcional à energia.
- C) Não existe essa relação direta entre trabalho e massa.
- D) Joule não é unidade de velocidade; é preciso usar a equação.
- E) Correto: W = DeltaEc = mv2/2, logo v = raiz(40) ≈ 6,3 m/s.
Questão 08
Gabarito: alternativa A). Correto: ao elevar a mochila, a força de sustentação realiza trabalho positivo.
Comentários por alternativa:
- A) Correto: ao elevar a mochila, a força de sustentação realiza trabalho positivo.
- B) Se a velocidade é constante, a energia cinética não varia para a mochila.
- C) Mesmo com velocidade constante, há deslocamento vertical e trabalho não nulo.
- D) Peso vezes velocidade não tem unidade de trabalho.
- E) A direção para cima não torna o trabalho negativo; depende do deslocamento.
Questão 09
Gabarito: alternativa D). Correto: a área no gráfico F x x corresponde ao trabalho.
Comentários por alternativa:
- A) Aceleração não é obtida diretamente pela área do gráfico.
- B) Potência envolve trabalho por tempo, não área sob F x x.
- C) Energia cinética pode mudar, mas não é garantida pela área isoladamente.
- D) Correto: a área no gráfico F x x corresponde ao trabalho.
- E) Velocidade média depende de tempo e deslocamento, não dessa área.
Questão 10
Gabarito: alternativa C). Correto: velocidade constante implica DeltaEc = 0 e trabalho resultante nulo.
Comentários por alternativa:
- A) A força aplicada pode ser positiva, mas a resultante não precisa ser.
- B) Deslocamento não garante trabalho resultante positivo se a energia cinética não muda.
- C) Correto: velocidade constante implica DeltaEc = 0 e trabalho resultante nulo.
- D) O atrito se opõe ao movimento; não faz o bloco subir.
- E) Força aplicada não implica resultante positiva quando há equilíbrio dinâmico.
Comentários por alternativa: