Física1ª sérieBNCC EM13CNT106Média⏱ medio

Um estudante deixa cair uma bola de 2 kg de uma altura de 5 m. Calcule a energia potencial inicial e a energia…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

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

Um estudante deixa cair uma bola de 2 kg de uma altura de 5 m. Calcule a energia potencial inicial e a energia cinética ao atingir o solo. Utilize a fórmula E_p = m·g·h e E_k = 1/2·m·v².

A) E_p = 50 J e E_k = 150 J
B) E_p = 100 J e E_k = 100 J
C) E_p = 0 J e E_k = 200 J
D) E_p = 200 J e E_k = 0 J
E) E_p = 120 J e E_k = 80 J

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Resolvi a questão sem olhar o gabarito. Como o enunciado não informa g, adoto o valor escolar usual g = 10 m/s^2 e registro essa suposição.
Calculo a energia potencial inicial com Ep = m·g·h: Ep = 2 · 10 · 5 = 100 J.
Como a bola é solta do repouso, a energia cinética inicial é zero. Sem perdas por atrito com o ar, a energia mecânica se conserva, então ao atingir o solo toda a energia potencial foi convertida em cinética: Ek = 100 J. Confirmo pela fórmula Ek = 1/2·m·v^2, com v^2 = 2·g·h = 2·10·5 = 100 m^2/s^2, logo Ek = 1/2 · 2 · 100 = 100 J.
Portanto a resposta correta é a alternativa B, que coincide com o gabarito oficial: Ep = 100 J e Ek = 100 J.
Por que as outras estão erradas: A tem Ep = 50 J, que corresponderia a usar metade da altura ou da massa, e Ek = 150 J, que não respeita a conservação da energia; C atribui Ep = 0 J ao início da queda, o que só valeria se o solo fosse o ponto de partida; D inverte a situação, com Ep = 200 J no início e Ek = 0 J no solo, o que é o contrário do que acontece na queda; E divide a energia em 120 J e 80 J, como se parte dela se perdesse, mas o enunciado não menciona perdas.

💡 Dica: Calcule a energia potencial e a velocidade ao atingir o solo.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno provavelmente errou o cálculo da energia potencial, obtendo 50 J por usar metade da altura ou da massa, e atribuiu à energia cinética um valor que não corresponde à conservação da energia mecânica.

Por que engana: O aluno pode confundir os valores de energia potencial e cinética, calculando incorretamente a energia cinética ao atingir o solo.

B Correta

Cálculos corretos para ambas as energias.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que a energia potencial é zero no início da queda, possivelmente confundindo o referencial com a posição inicial, e que a energia cinética dobra para 200 J no solo.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno calcula Ep = 200 J, provavelmente dobrando o resultado por erro no produto, e pensa que a bola não tem energia cinética ao chegar ao solo, confundindo o fim da queda com o repouso.

E Erradaerro: Senso comum

O aluno supõe que a energia se divide arbitrariamente entre potencial e cinética e que parte se perde no caminho, uma intuição do dia a dia que não se aplica sem informação sobre atrito ou resistência do ar.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

energia potencial e cinética

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

energia potencial · energia cinética

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de energia potencial e cinética.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir os valores de energia potencial e cinética, calculando incorretamente a energia cinética ao atingir o solo.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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