Em um laboratório escolar, um bloco de massa desconhecida é colocado sobre uma superfície horizontal sem…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um laboratório escolar, um bloco de massa desconhecida é colocado sobre uma superfície horizontal sem atrito e encostado a uma mola. A mola é comprimida, armazenando 150 J de energia potencial elástica. O bloco é mantido inicialmente em repouso. Ao ser liberado, ele se desloca até o instante em que a mola retorna ao seu comprimento natural; nesse ponto, toda a energia potencial elástica da mola foi convertida em energia cinética do bloco. Com base nessa situação e desprezando perdas de energia, qual é a energia cinética do bloco no instante em que a mola retorna ao seu comprimento natural?
- A) 300 J
- B) 0 J
- C) 75 J
- D) 100 J
- E) 150 J
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique o princípio físico envolvido. Não há atrito e não há perdas, então a energia mecânica se conserva: a energia potencial elástica armazenada na mola se converte integralmente em energia cinética do bloco.
- Escreva a conservação da energia: Ec = Ep_elástica inicial - Ep_elástica final. Como o enunciado diz que a mola retorna ao comprimento natural, sua energia potencial final é zero, logo Ec = 150 J - 0 = 150 J.
- Verifique a coerência com o enunciado. O texto afirma explicitamente que toda a energia potencial elástica foi convertida em energia cinética nesse instante, o que confirma o valor de 150 J. A massa do bloco não é necessária para o cálculo, pois a energia cinética já é dada pela conservação.
- Analise as alternativas erradas. A alternativa A (300 J) dobra o valor armazenado, o que não tem base na conservação. A alternativa B (0 J) confunde o instante de liberação, em que o bloco está em repouso, com o instante em que a mola relaxa. A alternativa C (75 J) corresponde à metade de 150 J, sugerindo uma divisão indevida da energia. A alternativa D (100 J) não corresponde a nenhuma relação com os dados fornecidos.
- Conclusão: a resposta correta é 150 J, alternativa E, em concordância com o gabarito oficial.
💡 Dica: Aplique o princípio da conservação de energia.
Alternativa por alternativa
O aluno pode ter achado que a energia cinética seria o dobro da energia potencial, talvez por confundir a fórmula da energia potencial elástica (kx^2/2) com a da energia cinética (mv^2/2) ou por imaginar um ganho extra de energia ao liberar a mola.
O aluno pode ter raciocinado que, como o bloco parte do repouso, sua energia cinética seria nula, esquecendo que a energia armazenada na mola é convertida em movimento quando ela relaxa.
O aluno pode ter dividido a energia potencial elástica ao meio, possivelmente confundindo a energia com metade dela presente na fórmula de energia potencial ou dividindo a energia entre dois corpos sem que isso esteja no enunciado.
Por que engana: O aluno pode confundir a energia potencial com a energia cinética, pensando que a energia cinética é menor do que a energia potencial no momento da liberação.
O aluno pode ter feito uma estimativa arredondada ou tentado usar um valor aproximado sem aplicar a conservação da energia, tratando o resultado como um número qualquer próximo de 150 J.
Como o sistema não apresenta perdas e o bloco parte do repouso, a energia mecânica se conserva. No instante inicial, a energia está armazenada na mola como energia potencial elástica. Quando a mola retorna ao comprimento natural, essa energia foi convertida em energia cinética do bloco. Portanto, a energia cinética é igual a 150 J.
Raio-X da questão
energia potencial e cinética
avaliacao
conservacao de energia · energia cinetica
Revisar a relação entre energia potencial e energia cinética.
O aluno pode confundir a energia potencial com a energia cinética, pensando que a energia cinética é menor do que a energia potencial no momento da liberação.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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