Um estudante analisa um gráfico que mostra a velocidade de um cometa em diferentes pontos de sua trajetória. O…
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
Um estudante analisa um gráfico que mostra a velocidade de um cometa em diferentes pontos de sua trajetória. O gráfico indica que a velocidade é máxima ao se aproximar do sol. Como isso se relaciona com a lei de conservação da energia?
- A) A energia se perde no espaço.
- B) A velocidade não afeta a energia.
- C) A energia potencial diminui e a cinética aumenta.
- D) A energia total do cometa se reduz.
- E) O cometa para quando se aproxima do sol.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o fenômeno descrito. O cometa segue uma trajetória em torno do Sol (órbita elíptica). Quando se aproxima do Sol, sua velocidade aumenta até atingir o valor máximo, conforme indica o gráfico.
- Relacione velocidade com energia cinética. A energia cinética depende da massa e do quadrado da velocidade (Ec = m v^2 / 2). Se a velocidade é máxima na aproximação, a energia cinética também está em seu maior valor naquele ponto.
- Relacione a posição com a energia potencial gravitacional. Ao se aproximar do Sol, a distância diminui e a energia potencial gravitacional diminui (ela é mais negativa perto do corpo central). Ao se afastar, ocorre o contrário: a energia potencial aumenta e a velocidade diminui.
- Aplique a conservação da energia. Como o sistema cometa-Sol está sujeito apenas à força gravitacional, a energia mecânica total (cinética mais potencial) permanece constante. Logo, a perda de energia potencial na aproximação é compensada pelo ganho de energia cinética. Isso corresponde à alternativa C: a energia potencial diminui e a cinética aumenta.
- Por que as outras estão erradas. A) A energia não se perde no espaço, ela apenas se transforma entre formas. B) A velocidade está diretamente ligada à energia cinética, então afeta sim a energia. D) A energia total se mantém constante, não se reduz, pois não há forças dissipativas relevantes. E) O cometa não para ao se aproximar do Sol; ao contrário, sua velocidade é máxima nesse ponto.
💡 Dica: Analise a relação entre energia cinética e potencial no gráfico.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a energia desaparece ao longo do trajeto, como se fosse consumida pelo espaço vazio, confundindo conservação com perda.
Por que engana: Confundir a relação entre energia potencial e cinética, acreditando que a energia total do cometa se reduz ao se aproximar do sol.
O aluno pensa que velocidade e energia são grandezas independentes, sem perceber que a energia cinética depende do quadrado da velocidade.
Correto, isso é uma aplicação da conservação de energia.
O aluno interpreta que, como a velocidade muda, a energia total do cometa também diminui, sem reconhecer que a energia mecânica total se conserva.
O aluno lê mal o gráfico e entende que a velocidade máxima no periélio indica parada, confundindo velocidade máxima com velocidade nula.
Raio-X da questão
lei de conservação da energia
avaliacao
lei de conservação da energia · energia potencial e cinética
Revisar a lei de conservação da energia e suas aplicações em movimentos.
Confundir a relação entre energia potencial e cinética, acreditando que a energia total do cometa se reduz ao se aproximar do sol.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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