Durante o preparo de uma peça em um laboratório escolar, um estudante fixa um elástico em um suporte, puxa-o…
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
Durante o preparo de uma peça em um laboratório escolar, um estudante fixa um elástico em um suporte, puxa-o verticalmente para baixo até uma certa distância e solta. O elástico lança para cima uma pequena esfera de massa conhecida. Observa-se que, na fase de maior alongamento, o elástico está parado, mas tensionado; após ser solto, a esfera se move para cima enquanto o elástico vai voltando à posição original. Com base na situação descrita, para onde a energia inicialmente armazenada no elástico é convertida durante o lançamento da esfera?
- A) Ela é transformada em energia cinética da esfera durante o movimento para cima e, em parte, em energia potencial gravitacional à medida que a esfera ganha altura.
- B) Toda a energia inicialmente armazenada no elástico é convertida em energia cinética da esfera, sem que haja aumento de energia potencial gravitacional.
- C) A energia do elástico é utilizada apenas para que ele retorne à sua posição original, não sendo transferida para a esfera.
- D) Toda a energia inicial do elástico se transforma diretamente em energia potencial gravitacional da esfera quando ela atinge a altura máxima.
- E) A energia elástica permanece integralmente armazenada no elástico, mesmo depois que a esfera é lançada para cima.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de energia inicial. Ao puxar o elástico para baixo, ele fica deformado e armazena energia potencial elástica. Ela depende do quanto o elástico foi esticado.
- Acompanhe o que acontece ao soltar. O elástico volta à posição original e empurra a esfera para cima, ou seja, a força elástica realiza trabalho sobre a esfera e transfere energia para ela.
- Analise a esfera em movimento. Enquanto sobe, ela tem velocidade, portanto possui energia cinética. Ao ganhar altura, também passa a possuir energia potencial gravitacional. Assim, a energia elástica é convertida em cinética e, à medida que a esfera sobe, em potencial gravitacional.
- Verifique as alternativas. A alternativa A está correta porque descreve exatamente essa conversão. A alternativa B está errada porque a esfera ganha altura, logo há aumento de energia potencial gravitacional. A alternativa C está errada porque a energia do elástico é transferida para a esfera e não serve apenas para o retorno do elástico. A alternativa D está errada porque a conversão ocorre durante todo o movimento e não apenas no ponto mais alto. A alternativa E está errada porque, após o lançamento, a energia elástica deixa o elástico e passa para a esfera.
- Conclusão. O gabarito oficial A está correto. Na prática, parte da energia também se dissipa por atrito com o ar e aquecimento, mas essa perda não aparece nas alternativas e não altera a resposta.
💡 Dica: Acompanhe as formas de energia antes, durante e depois do lançamento.
Alternativa por alternativa
A energia armazenada no elástico é transferida à esfera, manifestando-se como energia cinética e como aumento de energia potencial gravitacional.
Supõe que a esfera ganha toda a energia como movimento sem subir, ignorando que ela atinge altura e por isso ganha energia potencial gravitacional.
Acredita que a energia serve apenas para o elástico voltar à forma original, não percebendo que a força elástica realiza trabalho sobre a esfera.
Considera apenas o instante de altura máxima e ignora que a conversão de energia acontece durante todo o movimento, com energia cinética presente na subida.
Imagina que o elástico guarda sua energia mesmo depois de lançar a esfera, por intuição do dia a dia de que objetos deformados 'guardam' energia sem transferi-la.
Raio-X da questão
Transformação de energia elástica em cinética e gravitacional.
Reconhecer transform
Formas de energia mecânica. · Princípio da conservação da energia.
Conservação e transformação da energia mecânica.
Pensar que a energia só se transforma em energia potencial no ponto mais alto.
Lançamento de uma es
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