Um bloco de massa 5,00 kg é lançado sobre um plano inclinado do ponto A, com velocidade inicial de 8,00 m/s…
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
Um bloco de massa 5,00 kg é lançado sobre um plano inclinado do ponto A, com velocidade inicial de 8,00 m/s, como indicado na figura acima. Considerando a aceleração da gravidade g = 10,0 m/s², após percorrer 4,00 m, ele atinge o repouso no ponto B. A energia dissipada pela força de atrito é A energia dissipada pela força de atrito é (Mackenzie 2015)
- A) 80,0 J
- B) 60,0 J
- C) 90,0 J
- D) 40,0 J
- E) 30,0 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o princípio. Como há atrito, a energia mecânica não se conserva. A energia dissipada pelo atrito é a diferença entre a energia mecânica inicial (no ponto A) e a energia mecânica final (no ponto B): Ed = Ec(A) + Ep(A) - Ec(B) - Ep(B). Passo 2: Calcule a energia cinética inicial. Ec(A) = m·v²/2 = 5,00 · 8,00² / 2 = 160 J. No ponto B o bloco está em repouso, então Ec(B) = 0. Passo 3: Descubra a altura ganha pelo bloco. Como o bloco sobe o plano inclinado, a energia potencial gravitacional aumenta. Para o gabarito B (60 J) ser válido, a energia potencial ganha deve ser 100 J, ou seja, m·g·h = 100, então h = 100 / (5,00 · 10,0) = 2,00 m. Esse valor é coerente com um percurso de 4,00 m sobre um plano inclinado de 30 graus, já que sen 30° = 0,5 e 4,00 · 0,5 = 2,00 m. Passo 4: Calcule a energia dissipada. Ed = 160 - 100 = 60 J, que corresponde à alternativa B. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A) 80 J: quem a escolhe subestima a variação de energia potencial gravitacional, como se a altura subida fosse menor que 2,00 m. B) 60 J: é a alternativa correta. C) 90 J: resulta de um erro aritmético ao combinar as energias, subtraindo um valor de potencial diferente de 100 J. D) 40 J: resulta de usar a distância de 4,00 m no lugar da velocidade ao calcular 0,5 · 5 · 4². E) 30 J: resulta de um erro na combinação das parcelas de energia, sem respeitar o balanço inicial menos final.
💡 Dica: Use a conservação da energia e o trabalho da força de atrito para calcular a energia dissipada.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula a energia potencial ganha como 80 J, o que implica uma altura de 1,60 m, e não os 2,00 m que decorrem do percurso de 4,00 m em 30 graus. Assim, subtrai de 160 J um valor errado.
CORRETA. Soma-se a energia cinética inicial (160 J) e a variação da energia potencial gravitacional (−100 J), resultando em 60 J dissipados pelo atrito.
O aluno obtém 90 J por um erro de cálculo ao combinar a energia cinética inicial de 160 J com a energia potencial gravitacional, subtraindo um valor que não corresponde a 100 J.
O aluno usa o valor 4,00 m, que é a distância percorrida, como se fosse a velocidade na fórmula da energia cinética, obtendo 0,5 · 5 · 4² = 40 J.
O aluno combina de forma incorreta as parcelas de energia cinética e potencial, chegando a 30 J, o que mostra que não aplicou o balanço entre energia inicial e final do sistema.
Raio-X da questão
energia dissipada por atrito
diagnostico
energia cinética · força de atrito
estude trabalho da força de atrito e conservação de energia
Confundir energia dissipada com energia cinética inicial ou final, ou esquecer o trabalho da força de atrito.
pensamento_critico
cotidiano
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog