Durante uma atividade de Física, uma equipe analisa um carro de massa 800 kg que está parado sobre uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma atividade de Física, uma equipe analisa um carro de massa 800 kg que está parado sobre uma plataforma horizontal situada 2,0 m acima do solo. Para comparar os resultados, o grupo escolhe o solo como nível de referência da energia potencial gravitacional e adota g = 10 m/s². Desprezam-se a resistência do ar e outras formas de energia não mecânica. Com base nas informações do experimento, qual é a energia mecânica total do carro em relação ao solo?
- A) 8 000 J
- B) 4 000 J
- C) 16 000 J
- D) 1 600 J
- E) 32 000 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de energia envolvida. O carro está parado, portanto sua energia cinética é zero (v = 0). Como a plataforma é horizontal e não há outras formas de energia não mecânica, a energia mecânica total é igual à energia potencial gravitacional em relação ao solo: Em = m g h.
- Identifique os dados. Massa m = 800 kg; altura em relação ao solo h = 2,0 m; aceleração da gravidade g = 10 m/s².
- Calcule. Em = 800 x 10 x 2,0 = 8000 x 2,0 = 16000 J.
- Confira a unidade. Kg x m/s² x m = kg m²/s² = J, então o resultado está em joules.
- Conclusão. A energia mecânica total do carro em relação ao solo é 16000 J, alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas:
- A) 8000 J corresponde apenas ao produto m g, esquecendo de multiplicar pela altura de 2,0 m.
- B) 4000 J corresponde a metade de m g, uma divisão indevida que não aparece na fórmula da energia potencial.
- D) 1600 J corresponde a m h, esquecendo a aceleração da gravidade g.
- E) 32000 J resulta de dobrar a altura ou a gravidade no cálculo, um fator 2 introduzido sem base física.
💡 Dica: Calcule a energia potencial gravitacional do carro.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula apenas m g (800 x 10 = 8000) e esquece de multiplicar pela altura de 2,0 m, como se o carro estivesse ao nível do solo.
O aluno divide a energia por 2 ou aplica o fator 1/2 da energia cinética (1/2 m v²) a uma situação de energia potencial, obtendo a metade do valor correto.
Por que engana: Considerar que o carro parado possui energia mecânica diferente de zero por confundir energia cinética com outras formas de energia.
A energia mecânica é a soma das energias cinética e potencial gravitacional. Como o carro está parado, sua energia cinética é zero. A energia potencial gravitacional é calculada por Epg = mgh = 800 × 10 × 2,0 = 16 000 J. Portanto, a energia mecânica total é 16 000 J.
O aluno multiplica a massa pela altura (800 x 2 = 1600) e esquece a aceleração da gravidade, que é indispensável para converter massa em peso e obter energia em joules.
O aluno duplica indevidamente um dos fatores, por exemplo usando a altura como 4 m ou a gravidade como 20 m/s², ou aplicando duas vezes o fator 2 da altura, o que gera um valor quatro vezes maior que o correto.
Raio-X da questão
energia mecânica
avaliacao
energia cinetica e potencial · conceito de massa e velocidade
Revisar o conceito de energia mecânica e suas formas.
Considerar que o carro parado possui energia mecânica diferente de zero por confundir energia cinética com outras formas de energia.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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