Qual princípio afirma que, na ausência de forças dissipativas, a soma da energia cinética e da energia…
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
Qual princípio afirma que, na ausência de forças dissipativas, a soma da energia cinética e da energia potencial de um sistema permanece constante? Escreva a expressão matemática correspondente.
- A) Princípio da conservação da energia mecânica: E = K + U = 1/2·m·v² + m·g·h = constante.
- B) Princípio da ação e reação: F1 = -F2
- C) Princípio da inércia: F = m·a
- D) Princípio da conservação da energia térmica: E = m·c·?T
- E) Princípio da termodinâmica: Q = W + ?U
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- A questão pergunta qual princípio afirma que, sem forças dissipativas, a soma da energia cinética (K) e da energia potencial (U) se mantém constante, e pede a expressão matemática correspondente.
- Esse princípio é a conservação da energia mecânica, que em um sistema conservativo estabelece que E = K + U permanece constante ao longo do movimento.
- Na alternativa A, K = 1/2·m·v² (energia cinética) e U = m·g·h (energia potencial gravitacional), logo E = K + U = constante. Essa é a resposta correta, pois nomeia o princípio e apresenta a expressão pedida.
- A alternativa B está errada, pois a relação F1 = -F2 trata da ação e reação entre forças, não de energia.
- A alternativa C está errada, pois F = m·a é a segunda lei de Newton, que relaciona força, massa e aceleração, sem envolver energia.
- A alternativa D está errada, pois a energia térmica não é o princípio pedido e a expressão E = m·c·ΔT trata do calor sensível, não da soma de K e U.
- A alternativa E está errada, pois Q = W + ΔU é a primeira lei da termodinâmica, que envolve calor, trabalho e variação de energia interna, não a conservação de K + U.
- Conclusão: o gabarito oficial A está correto, pois a conservação da energia mecânica é exatamente o princípio descrito no enunciado.
💡 Dica: Identifique o princípio e escreva a expressão matemática.
Alternativa por alternativa
Para forças conservativas o trabalho líquido não altera a soma da energia cinética e potencial; portanto ?(1/2·m·v² + m·g·h)=0, assegurando conservação da energia mecânica.
O aluno associa a ideia de 'conservação' a uma lei de forças mútuas e confunde a terceira lei de Newton com um princípio de energia.
Por que engana: Confundir a conservação da energia mecânica com outros princípios, como o da ação e reação ou o da inércia.
O aluno identifica o princípio com a equação de movimento F = m·a, tomando-a como a lei que rege as grandezas do movimento e ignorando que ela não envolve energia.
O aluno acredita que a soma de energias se conserva apenas quando se fala em energia térmica, confundindo energia mecânica (K + U) com energia térmica e tomando o calor sensível como a grandeza conservada.
O aluno considera que a primeira lei da termodinâmica é a conservação pedida, por ver a palavra 'energia' e uma equação de balanço, sem perceber que ela envolve calor e trabalho e não a soma K + U.
Raio-X da questão
conservação da energia
avaliacao
conservação da energia · energia cinética e potencial
Revisar o princípio da conservação da energia e suas aplicações.
Confundir a conservação da energia mecânica com outros princípios, como o da ação e reação ou o da inércia.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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