Durante um teste de segurança, um carro de massa 1.000 kg desloca-se a 20 m/s sobre uma plataforma situada 5 m…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante um teste de segurança, um carro de massa 1.000 kg desloca-se a 20 m/s sobre uma plataforma situada 5 m acima do solo, tomado como nível de referência para a energia potencial gravitacional. Despreze a resistência do ar e considere g = 10 m/s². Nesse trecho, a energia mecânica do carro é a soma das energias cinética e potencial gravitacional. Com base nas informações do texto, qual é a energia mecânica total do carro durante o teste?
- A) 150.000 J
- B) 60.000 J
- C) 200.000 J
- D) 250.000 J
- E) 50.000 J
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique as grandezas dadas no enunciado: m = 1.000 kg, v = 20 m/s, h = 5 m acima do solo (nível de referência), g = 10 m/s². Não há resistência do ar.
- Calcule a energia cinética: Ec = (m x v^2)/2 = (1.000 x 20^2)/2 = (1.000 x 400)/2 = 200.000 J.
- Calcule a energia potencial gravitacional: Ep = m x g x h = 1.000 x 10 x 5 = 50.000 J.
- Some as duas parcelas, como define o enunciado: Em = Ec + Ep = 200.000 + 50.000 = 250.000 J.
- Conferência com o gabarito oficial: a resolução independente chegou à alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: a alternativa A é obtida subtraindo Ep de Ec, o que contraria a definição de energia mecânica como soma; a alternativa B resulta de calcular a energia cinética sem elevar a velocidade ao quadrado; a alternativa C considera apenas a energia cinética e esquece a potencial; a alternativa E considera apenas a energia potencial e esquece a cinética.
💡 Dica: Calcule a energia cinética usando a fórmula E = 1/2 mv².
Alternativa por alternativa
O aluno subtraiu a energia potencial da cinética (200.000 - 50.000), tratando a energia potencial como se fosse uma perda que diminui a energia total.
Por que engana: Calcular energia mecanica total sem considerar a formula correta ou confundir massa com velocidade.
O aluno calculou a energia cinética como (1.000 x 20)/2 = 10.000 J, esquecendo de elevar a velocidade ao quadrado, e somou 50.000 J de energia potencial.
O aluno calculou apenas a energia cinética (200.000 J) e ignorou a energia potencial gravitacional, apesar de o enunciado dizer que a energia mecânica é a soma das duas.
A energia cinética é Ec = mv²/2 = (1.000 · 20²)/2 = 200.000 J. A energia potencial gravitacional é Ep = mgh = 1.000 · 10 · 5 = 50.000 J. Portanto, a energia mecânica total é Em = Ec + Ep = 200.000 + 50.000 = 250.000 J.
O aluno calculou apenas a energia potencial gravitacional (1.000 x 10 x 5 = 50.000 J) e deixou de lado a energia cinética, que é a parcela dominante por causa da velocidade de 20 m/s.
Raio-X da questão
energia mecânica total
avaliacao
energia cinetica · formula energia mecanica total
Revisar a fórmula da energia cinética e suas aplicações.
Calcular energia mecanica total sem considerar a formula correta ou confundir massa com velocidade.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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