Um bloco de massa m = 2,0 kg é solto do repouso do topo de uma rampa cuja queda vertical é h = 5,0 m. Usando g…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um bloco de massa m = 2,0 kg é solto do repouso do topo de uma rampa cuja queda vertical é h = 5,0 m. Usando g = 10 m/s² e desprezando atrito, calcule a energia cinética do bloco ao atingir a base. Use E_p = m·g·h e E_c = 1/2·m·v².
- A) E_c = 50 J, pois E_p é sempre metade da massa.
- B) 100 J
- C) E_c = 150 J, pois a energia sempre aumenta com a altura.
- D) E_c = 30 J, já que a massa não influencia na energia acumulada.
- E) E_p = 80 J, pois a gravidade é 8 m/s².
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: m = 2,0 kg, h = 5,0 m, g = 10 m/s², e o bloco parte do repouso sem atrito. Passo 2: Como não há atrito, a energia mecânica se conserva. No topo, o bloco tem só energia potencial gravitacional e energia cinética nula. Passo 3: Na base, a altura é zero, então toda a energia potencial foi convertida em cinética. Passo 4: Calcule a energia potencial no topo: Ep = m·g·h = 2,0 · 10 · 5,0 = 100 J. Passo 5: Portanto, na base, Ec = 100 J, pois Ec = Ep inicial. Verificação: Ec = 1/2 · m · v^2 exige v = raiz de 100 = 10 m/s, o que é coerente com a queda de 5,0 m sem atrito. Passo 6: A alternativa A está errada, pois E_p não é metade da massa e o cálculo correto não usa esse fator. A alternativa C está errada, pois a energia cinética não cresce com a altura, e sim com a conversão da energia potencial. A alternativa D está errada, pois a massa influencia diretamente a energia. A alternativa E está errada, pois g = 10 m/s² é o valor dado e, além disso, a pergunta pede a energia cinética, não a potencial. Conclusão: a resposta correta é B, 100 J, concordando com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a energia potencial e iguale à energia cinética.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a energia potencial equivale à metade da massa e aplica um fator 1/2 indevido ao cálculo, obtendo 50 J.
E_p = m·g·h = 2,0 kg·10 m/s²·5,0 m = 100 J. Sem perdas, toda energia potencial transforma-se em energia cinética, logo E_c = 100 J.
O aluno supõe que a energia cinética aumenta sempre com a altura, sem considerar que ela é apenas a energia potencial convertida na queda.
Por que engana: Confundir a relação entre energia potencial e energia cinética, acreditando que a energia potencial é sempre metade da massa.
O aluno acredita que a massa não interfere na energia acumulada, ignorando que Ep = m·g·h depende diretamente de m.
O aluno substitui g = 10 m/s² pelo valor 8 m/s², lendo mal o dado do enunciado, e ainda responde sobre energia potencial em vez de cinética.
Raio-X da questão
energia cinética e potencial
avaliacao
energia potencial · energia cinética
Revisar as fórmulas de energia cinética e potencial.
Confundir a relação entre energia potencial e energia cinética, acreditando que a energia potencial é sempre metade da massa.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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