Uma pedra de massa 400 g é abandonada do repouso do ponto A do campo gravitacional da Terra. Nesse ponto, a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, 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
Uma pedra de massa 400 g é abandonada do repouso do ponto A do campo gravitacional da Terra. Nesse ponto, a energia potencial gravitacional da pedra é 80 J. Essa pedra ao passar por um ponto B tem energia potencial gravitacional igual a 35 J. A velocidade da pedra, ao passar pelo ponto B, foi de (Mackenzie 2012)
- A) 15 m/s
- B) 20 m/s
- C) 22,5 m/s
- D) 25 m/s
- E) 27,5 m/s
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Como a pedra é abandonada do repouso no ponto A, sua energia cinética nesse ponto é zero. Logo, a energia mecânica total (cinética + potencial) vale 80 J em A.
- Como não há atrito considerado no enunciado, a energia mecânica se conserva. Assim, a energia mecânica em B também vale 80 J.
- No ponto B, a energia potencial gravitacional é 35 J. Então a energia cinética em B é 80 - 35 = 45 J.
- Use a fórmula da energia cinética: Ec = (1/2) x m x v^2. Com m = 400 g = 0,4 kg, temos 45 = 0,5 x 0,4 x v^2, ou seja, 45 = 0,2 x v^2.
- Logo, v^2 = 45 / 0,2 = 225, e v = raiz de 225 = 15 m/s.
- Conclusão: a alternativa correta é a A (15 m/s), que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B (20 m/s) corresponderia a uma energia cinética de 80 J, que é a energia total e não a cinética em B; C (22,5 m/s) não corresponde a nenhuma energia cinética coerente com a conservação da energia; D (25 m/s) corresponderia a uma energia cinética de 125 J, obtida somando indevidamente 80 J com 45 J; E (27,5 m/s) também não é compatível com a energia cinética de 45 J.
💡 Dica: Use conservação da energia mecânica para calcular a velocidade no ponto B.
Alternativa por alternativa
CORRETA. A diferença entre as energias potenciais (80 J - 35 J = 45 J) é igual à energia cinética no ponto B. Usando Ec = 45 J = (0,4 kg * v^2)/2, temos v = 15 m/s.
O aluno usa a energia mecânica total de 80 J como se fosse a energia cinética no ponto B, esquecendo de descontar a energia potencial de 35 J que ainda existe nesse ponto.
O aluno chega a um valor de velocidade que não corresponde à energia cinética de 45 J, provavelmente por erro na manipulação algébrica da fórmula da energia cinética ou na conversão da massa.
O aluno soma a energia potencial de A (80 J) com a diferença de 45 J, obtendo 125 J como energia cinética em B, o que não faz sentido pela conservação da energia.
O aluno calcula a energia cinética ou a raiz quadrada de forma incorreta, obtendo uma velocidade maior que a real sem perceber a inconsistência com os 45 J de energia cinética.
Raio-X da questão
energia potencial e cinética
avaliacao
energia potencial gravitacional · conservação da energia mecânica
Estude conservação da energia mecânica e cálculo de velocidade a partir de energia potencial.
Confundir energia potencial com energia cinética ou esquecer de converter unidades de massa.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog