Em uma atividade de Física realizada em uma escola brasileira, estudantes testaram um carrinho movido por uma…
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 uma atividade de Física realizada em uma escola brasileira, estudantes testaram um carrinho movido por uma mola. Antes da largada, a mola comprimida armazenava 2,0 J de energia potencial elástica. Ao ser liberado, o carrinho se deslocou sobre uma pista horizontal, e as perdas de energia por atrito foram consideradas desprezíveis. A massa do carrinho era de 0,50 kg. Assim, toda a energia armazenada na mola foi convertida em energia cinética do carrinho. Com base nas informações do experimento, qual era aproximadamente a velocidade do carrinho imediatamente após a conversão da energia da mola em energia cinética?
- A) 1,41 m/s
- B) 4,00 m/s
- C) 8,00 m/s
- D) 2,00 m/s
- E) 2,83 m/s
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A energia potencial elástica armazenada na mola é 2,0 J, toda ela convertida em energia cinética do carrinho (atrito desprezado). A massa é m = 0,50 kg. Como não há perdas, Ec = Epe = 2,0 J.
- Escreva a fórmula da energia cinética: Ec = (1/2) x m x v^2.
- Isole v^2: v^2 = 2 x Ec / m = 2 x 2,0 / 0,50 = 4,0 / 0,50 = 8,0 (m/s)^2.
- Tire a raiz quadrada: v = raiz de 8 = 2,83 m/s, aproximadamente.
- Compare com o gabarito. A resposta obtida, 2,83 m/s, corresponde à alternativa E, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (1,41 m/s) resulta de um erro de cálculo com a fórmula, dividindo por 2 duas vezes. B (4,00 m/s) surge se a energia por unidade de massa (E/m) for tomada diretamente como velocidade. C (8,00 m/s) aparece se v^2 = 8 for dado como resposta, sem extrair a raiz quadrada. D (2,00 m/s) resulta de usar Ec = m v^2 sem o fator 1/2.
💡 Dica: Use a fórmula da energia cinética para encontrar a velocidade.
Alternativa por alternativa
O estudante provavelmente usou v^2 = E/(2m) em vez de v^2 = 2E/m, invertendo a posição do fator 2 na fórmula da energia cinética.
Ele provavelmente calculou E/m = 4 e tomou esse valor como a velocidade, sem relacionar corretamente a energia cinética à velocidade ao quadrado.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre energia potencial e energia cinética, aplicando a fórmula de forma incorreta.
Ele obteve corretamente v^2 = 8, mas esqueceu de extrair a raiz quadrada e informou o valor de v^2 como se fosse a velocidade.
Ele provavelmente usou a relação Ec = m v^2, esquecendo o fator 1/2, o que levou a v^2 = 4 e v = 2,00 m/s.
Como as perdas de energia são desprezíveis, aplica-se a conservação da energia mecânica: 2,0 = (1/2) · 0,50 · v². Portanto, v² = 8,0 e v = √8,0 ≈ 2,83 m/s.
Raio-X da questão
energia cinética
avaliacao
conservacao de energia · calculo de velocidade
Revisar a relação entre energia potencial e energia cinética.
O aluno pode confundir a relação entre energia potencial e energia cinética, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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