Um bloco de massa m é solto de uma altura h em relação ao solo e cai livremente sob a influência da gravidade…
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
Um bloco de massa m é solto de uma altura h em relação ao solo e cai livremente sob a influência da gravidade. Considerando que a resistência do ar é desprezível, calcule a velocidade do bloco ao atingir o solo. Em seguida, discorra sobre a conservação da energia mecânica nesse processo, explicando como a energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética durante a queda.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Ao atingir o solo, a velocidade do bloco pode ser calculada utilizando a fórmula da conservação da energia mecânica. Inicialmente, o bloco possui energia potencial gravitacional dada por E_p = mgh, onde g é a aceleração da gravidade. Ao atingir o solo, toda essa energia potencial se transforma em energia cinética, dada por E_k = (1/2)mv². Igualando as duas energias, temos: mgh = (1/2)mv². Cancelando 'm' e isolando 'v', obtemos: v = v(2gh). Dessa forma, a velocidade do bloco ao atingir o solo é v = v(2gh), demonstrando a transformação da energia potencial em energia cinética durante a queda livre, conforme a lei da conservação da energia mecânica.
Explicação
A resposta correta utiliza a conservação da energia mecânica para relacionar a energia potencial gravitacional e a energia cinética, mostrando que a energia total do sistema se mantém constante durante a queda. A equação derivada para a velocidade ao atingir o solo é fundamentada na equivalência entre as energias, o que é um princípio básico da física. Assim, a transformação de energia é claramente explicada, evidenciando a relação direta entre altura, gravidade e velocidade final.
Raio-X da questão
conservação energia mecânica, velocidade queda livre
avaliacao
energia potencial e cinetica · queda livre e gravidade
Revisar conceitos de energia potencial, energia cinética e conservação da energia mecânica.
Confundir energia potencial com energia cinética, ou esquecer que a energia mecânica total se conserva na ausência de resistência do ar.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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