FísicaFUVESTMédia⏱ 2 a 3 minu

Em uma pista de montanha-russa, um carrinho de massa 2 kg parte do repouso de um ponto situado a 5 m de…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Em uma pista de montanha-russa, um carrinho de massa 2 kg parte do repouso de um ponto situado a 5 m de altura. Ao passar por outro ponto da pista, está a 2 m do solo. Despreze o atrito e adote g = 10 m/s^2. A energia mecânica do carrinho permanece constante durante o movimento. Qual é a energia cinética do carrinho no ponto situado a 2 m de altura?

A) A energia cinética do carrinho é 20 J.
B) A energia cinética do carrinho é 80 J.
C) A energia cinética do carrinho é 60 J.
D) A energia cinética do carrinho é 100 J.
E) A energia cinética do carrinho é 30 J.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Resolvi a questão sem usar o gabarito. Como o carrinho parte do repouso, sua energia cinética inicial é zero e toda a energia mecânica é potencial gravitacional. No ponto de 5 m, Ep = m·g·h = 2 × 10 × 5 = 100 J. Logo, a energia mecânica total vale 100 J.
Como não há atrito, a energia mecânica se conserva. Portanto, Em = Ec + Ep em qualquer ponto, e Em = 100 J também no ponto de 2 m.
No ponto de 2 m, a energia potencial é Ep = 2 × 10 × 2 = 40 J.
Então Ec = Em − Ep = 100 − 40 = 60 J. A alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas: A (20 J) divide a energia potencial final por dois sem fundamento; B (80 J) resulta de erro na diferença de alturas, que é 3 m e não 4 m; D (100 J) confunde a energia cinética com a energia mecânica total, ignorando a energia potencial que resta na altura de 2 m; E (30 J) divide a energia cinética correta por dois, sem respaldo na fórmula.

💡 Dica: usar conservação da energia e cálculo da diferença de alturas

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno calcula a energia potencial no ponto de 2 m (40 J) e depois a divide por dois, ou seja, acredita que a energia cinética é metade da energia potencial final sem justificativa física.

B Erradaerro: Atenção

O aluno calcula mal a diferença de alturas, usando 4 m em vez de 3 m (5 − 2), e atribui a energia cinética a essa energia potencial perdida.

C Correta

A diminuição da energia potencial gravitacional corresponde ao aumento da energia cinética: Ec = m g (5 - 2) = 2 x 10 x 3 = 60 J.

D Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno considera que a energia cinética é igual à energia mecânica total (100 J) em qualquer ponto, sem perceber que parte dessa energia já está armazenada como potencial a 2 m de altura.

Por que engana: calcular energia cinética direto sem considerar energia potencial inicial

E Erradaerro: Procedimental

O aluno obtém a energia cinética correta de 60 J, mas a divide novamente por dois, ou usa a massa duas vezes no cálculo, como se a energia cinética fosse proporcional a m² ou a metade do valor.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom aplicar

Leitura básico, li

Discriminação médio

Peso pedagógico importante

Autonomia do enunciado total

Cobertura da habilidade conceitos

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ direto e objetivo🧩 verifica conceitos b

🎯 Conceito central

energia mecânica e conservação da energia

📌 Objetivo

calcular energia cin

🧱 Pré-requisitos

massa e peso · cinemática básica

📚 Reveja

energia potencial gravitacional

⚠️ Erro mais comum

calcular energia cinética direto sem considerar energia potencial inicial

🏫 Contexto

problema clássico de

Questões parecidas com resolução

🔎 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