Questões de energia cinética: exemplos e gabarito comentado

Quando comecei a dar física para o primeiro ano, percebi que energia cinética era um daqueles temas em que o aluno decora a fórmula e erra a conta. Na minha turma, a maioria esquecia o fator 1/2 ou elevava a velocidade ao quadrado no lugar errado. Foi a partir daí que passei a montar listas com alternativas que revelassem esses erros.

Neste post, reuni questões de energia cinética com gabarito comentado, do nível mais básico até situações com energia potencial elástica e volante de inércia. Você pode usá-las direto na prova ou como ponto de partida para as suas próprias.

O que é energia cinética e como calcular?

A energia cinética é a energia associada ao movimento de um corpo. Ela depende de duas grandezas: a massa do objeto e o quadrado da sua velocidade. A expressão clássica é Ec = (1/2)·m·v², em que m é a massa em quilogramas, v é a velocidade em metros por segundo e Ec é dada em joules. Quando o aluno entende que a velocidade entra elevada ao quadrado, ele passa a perceber por que dobrar a velocidade quadruplica a energia. Essa é a ideia central que vale a pena reforçar em toda avaliação, e o GeraProva gera questões que cobram exatamente esse raciocínio, com distratores que representam os erros mais comuns dos alunos.

Passo a passo para resolver qualquer questão

• Identifique a massa (em kg) e a velocidade (em m/s) no enunciado.
• Confira as unidades antes de calcular.
• Eleve a velocidade ao quadrado e só depois multiplique pela massa.
• Divida por 2 e compare o resultado com as alternativas.

Quais questões de energia cinética usar em sala?

Uma boa lista mistura questões de cálculo direto com situações que pedem interpretação de texto. Na minha experiência, cerca de metade das questões deve ser de aplicação simples e a outra metade de contextualização, como um satélite monitorando desmatamento ou um volante de inércia em uma casa. Com a página inicial do GeraProva você consegue montar essa mistura em poucos minutos, escolhendo o nível de dificuldade e o tipo de raciocínio.

A seguir estão seis questões resolvidas, com o gabarito comentado de cada alternativa, para você conferir e adaptar.

Questões prontas com gabarito comentado

Questão 1: o que se refere a energia cinética e qual é a fórmula?

Ao que se refere a energia cinética. Qual a fórmula utilizada para calculá-la?

• ❌ A) Ec = m·v — Fórmula incompleta para energia cinética.
• ❌ B) Ec = m·a — Fórmula de força, não de energia cinética.
• ❌ C) Ec = (1/2)·m·v — Falta o quadrado da velocidade.
• ✅ D) Ec = (1/2)·m·v² — Fórmula correta para energia cinética.
• ❌ E) Ec = m·v² — A fórmula correta precisa do fator 1/2.

Dica de resolução: lembre-se da fórmula da energia cinética. Conceito central: energia cinética. Conceito para revisão: revisar a fórmula da energia cinética e suas aplicações. Esta questão cobra a habilidade BNCC EM13CNT106 e está no nível Lembrar da taxonomia de Bloom.

Questão 2: calcule a energia cinética de um objeto de 5 kg a 10 m/s

Calcule a energia cinética de um objeto de 5 kg que se move a 10 m/s.

• ❌ A) 150 J — Cálculo incorreto da energia cinética.
• ✅ B) 250 J — Cálculo correto: Ek = 1/2 · 5 kg · (10 m/s)².
• ❌ C) 300 J — Erro na aplicação da fórmula.
• ❌ D) 50 J — Valor muito baixo para a energia cinética.
• ❌ E) 100 J — Cálculo não considera a velocidade correta.

Dica de resolução: use a fórmula Ec = 1/2 · m · v². Conceito central: energia cinética. Conceito para revisão: revisar a fórmula da energia cinética e suas aplicações. Código BNCC EM13CNT106, nível Aplicar de Bloom.

Questão 3: qual expressão representa a energia cinética rotacional do volante de inércia?

— Morador: "Nos momentos de pico, a rede elétrica fica instável e queremos uma solução de armazenamento para a energia renovável produzido em casa." — Técnico: "Instalamos um volante de inércia que armazena energia como energia cinética rotacional. O rotor tem momento de inércia de 5,0 kg·m^2 e alcança velocidade angular de 3000 rpm (aprox. 314 rad/s). Durante o carregamento, a energia elétrica aciona um motor-gerador que acelera o rotor; para fornecimento, o rotor desacelera e o sistema converte a energia cinética em elétrica. Este método garante alta durabilidade e ciclos de carga rápidos, sem produtos químicos."

Identifique a expressão que representa a energia cinética rotacional do volante descrito no texto-base.

• ❌ A) 1/2 I w — Mistura correto fator 1/2 e I com w, mas falta quadrado de w para expressão de energia rotacional.
• ❌ B) t w — Produto de torque por velocidade angular corresponde a potência, não a energia acumulada.
• ❌ C) I w^2 — Ignora o fator 1/2, resultando em valor duas vezes maior que o correto.
• ❌ D) 1/2 m v^2 — Fórmula de energia cinética linear, não atende a rotação com momento de inércia.
• ✅ E) 1/2 I w^2 — Expressão clássica de energia cinética rotacional, relacionando momento de inércia e velocidade angular.

Dica de resolução: lembre-se da fórmula da energia cinética rotacional e identifique a expressão correta. Conceito central: energia cinética rotacional. Conceito para revisão: estude a fórmula da energia cinética rotacional e suas variáveis. Código BNCC EM13CNT303, nível Criar de Bloom.

Questão 4: energia cinética do bloco ao retornar a mola ao comprimento natural

Em um laboratório escolar, um bloco de massa desconhecida é colocado sobre uma superfície horizontal sem atrito e encostado a uma mola. A mola é comprimida, armazenando 150 J de energia potencial elástica. O bloco é mantido inicialmente em repouso. Ao ser liberado, ele se desloca até o instante em que a mola retorna ao seu comprimento natural; nesse ponto, toda a energia potencial elástica da mola foi convertida em energia cinética do bloco.

Com base nessa situação e desprezando perdas de energia, qual é a energia cinética do bloco no instante em que a mola retorna ao seu comprimento natural?

• ❌ A) 300 J — Esse valor resulta de duplicar a energia inicial, contrariando a conservação da energia mecânica em um sistema sem perdas.
• ❌ B) 0 J — Esse valor resulta de considerar que o bloco ainda está em repouso no instante analisado, confundindo a condição inicial com o ponto em que a mola retorna ao comprimento natural.
• ❌ C) 75 J — Esse valor resulta de dividir a energia inicial por dois sem que o enunciado forneça qualquer processo de dissipação ou conversão parcial de energia.
• ❌ D) 100 J — Esse valor resulta de subtrair arbitrariamente uma parcela da energia inicial, embora o enunciado informe que não há perdas de energia.
• ✅ E) 150 J — Como o sistema não apresenta perdas e o bloco parte do repouso, a energia mecânica se conserva. No instante inicial, a energia está armazenada na mola como energia potencial elástica. Quando a mola retorna ao comprimento natural, essa energia foi convertida em energia cinética do bloco. Portanto, a energia cinética é igual a 150 J.

Dica de resolução: aplique o princípio da conservação de energia. Conceito central: energia potencial e cinética. Conceito para revisão: revisar a relação entre energia potencial e energia cinética. Código BNCC EM13CNT106, nível Compreender de Bloom.

Questão 5: energia cinética de um satélite de 1.200 kg a 250 m/s

Um satélite artificial utilizado para monitorar áreas de desmatamento na Amazônia tem massa de 1.200 kg e desloca-se em órbita com velocidade constante de 250 m/s. Desprezando outras formas de energia, sua energia cinética pode ser calculada pela expressão Ec = (m · v²)/2, em que m representa a massa e v, a velocidade.

Com base nas informações do texto, qual é o valor da energia cinética desse satélite?

• ❌ A) 300.000 J — Esse valor resulta da multiplicação direta da massa pela velocidade, sem aplicar o quadrado da velocidade nem o fator 1/2.
• ❌ B) 75.000.000 J — Esse valor resulta da utilização de Ec = m · v², sem dividir o produto por 2, embora a expressão da energia cinética determine essa divisão.
• ❌ C) 37.500.000.000 J — Esse valor resulta de tratar a massa de 1.200 kg como se fosse 1.200.000 g, sem converter adequadamente a unidade de massa para o Sistema Internacional.
• ❌ D) 150.000 J — Esse valor resulta da utilização da velocidade sem elevá-la ao quadrado, calculando Ec = (m · v)/2 em vez de Ec = (m · v²)/2.
• ✅ E) 37.500.000 J — A energia cinética é calculada por Ec = (m · v²)/2. Substituindo os valores: Ec = (1.200 · 250²)/2 = (1.200 · 62.500)/2 = 75.000.000/2 = 37.500.000 J.

Dica de resolução: use a fórmula Ec = 1/2 · m · v². Conceito central: energia cinética. Conceito para revisão: revisar a fórmula da energia cinética e suas aplicações. Código BNCC EM13CNT106, nível Aplicar de Bloom.

Questão 6: energia elétrica consumida por um micro-ondas em 15 minutos

Um micro-ondas consome 1.200 W. Se ele operar durante 15 minutos, quantos joules de energia elétrica serão utilizados?

• ❌ A) 540.000 J — Este valor corresponde a 30 minutos de operação a 600 W.
• ✅ B) 1.080.000 J — Cálculo correto utilizando E = P·t.
• ❌ C) 720.000 J — Este valor corresponde a 20 minutos de operação.
• ❌ D) 900.000 J — Valor incorreto para 15 minutos de operação.
• ❌ E) 1.200.000 J — Este valor seria para 1.000 segundos de operação.

Dica de resolução: calcule a energia multiplicando a potência pelo tempo em segundos. Conceito central: energia elétrica. Conceito para revisão: revisar a relação entre potência, tempo e energia elétrica. Código BNCC EM13CNT106, nível Aplicar de Bloom.

Como montar sua própria lista sem perder horas?

Se você quer criar variações dessas questões, comece mudando um dado de cada vez: a massa, a velocidade ou o tipo de movimento. Assim o aluno precisa reaplicar a fórmula em um contexto novo, e não apenas decorar o resultado. Eu costumava fazer isso manualmente, e levava uma noite inteira para uma lista de dez questões. Hoje, com o cadastro grátis, consigo gerar a base, revisar os enunciados e ajustar a dificuldade em uma fração desse tempo.

Experimente gerar a sua primeira prova de energia cinética no GeraProva. O cadastro é grátis, e você pode testar com a sua própria turma antes de decidir se faz sentido para o seu dia a dia.