Em uma atividade de Física, uma esfera de 2,0 kg é lançada verticalmente para cima, com velocidade inicial de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, 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
Em uma atividade de Física, uma esfera de 2,0 kg é lançada verticalmente para cima, com velocidade inicial de 10 m/s, a partir de uma plataforma situada a 20 m do solo. Durante o movimento, a esfera alcança uma altura máxima de 25 m em relação ao solo. Adote g = 10 m/s² e considere o solo como nível de referência para a energia potencial gravitacional. Com base nas informações do experimento, qual é a energia potencial gravitacional da esfera no ponto de altura máxima?
- A) 250 J
- B) 100 J
- C) 200 J
- D) 500 J
- E) 400 J
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. Massa m = 2,0 kg, g = 10 m/s², altura máxima h = 25 m em relação ao solo. A energia potencial gravitacional é Ep = m·g·h.
- Calcular a energia potencial no ponto de altura máxima. Ep = 2,0 · 10 · 25 = 500 J.
- Verificar a consistência com a conservação da energia mecânica. Na partida, a energia cinética é 1/2 · 2,0 · 10² = 100 J e a energia potencial é 2,0 · 10 · 20 = 400 J, totalizando 500 J. No ponto mais alto a velocidade é zero, então toda a energia mecânica está na forma potencial: 500 J. O resultado confere.
- Conclusão. A alternativa correta é a D (500 J), que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (250 J) esquece a massa de 2,0 kg; B (100 J) é a energia cinética inicial, e não a potencial na altura máxima; C (200 J) usa a velocidade de 10 m/s no lugar da altura; E (400 J) usa a altura de lançamento de 20 m e ignora a subida adicional de 5 m.
💡 Dica: Use a fórmula da energia potencial gravitacional: Epg = mgh.
Alternativa por alternativa
Calculou m·g·h sem considerar a massa de 2,0 kg, multiplicando apenas 10 por 25.
Tomou a energia cinética inicial (1/2 · 2 · 10² = 100 J) como se fosse a energia potencial na altura máxima, ou usou apenas o desnível de 5 m entre 20 m e 25 m.
Por que engana: Confundir energia cinetica com energia potencial ou usar valores errados para massa ou gravidade.
Trocou a altura pela velocidade inicial e calculou 2,0 · 10 · 10, confundindo grandezas diferentes.
A energia potencial gravitacional em relação ao solo é dada por Epg = mgh. No ponto mais alto, m = 2,0 kg, g = 10 m/s² e h = 25 m. Portanto, Epg = 2,0 × 10 × 25 = 500 J.
Usou a altura da plataforma (20 m) como se fosse a altura máxima, desconsiderando a subida de 5 m indicada no enunciado.
Raio-X da questão
energia potencial gravitacional
avaliacao
energia potencial gravitacional · calculo de energia mecanica
Revisar a fórmula da energia potencial gravitacional e suas aplicações.
Confundir energia cinetica com energia potencial ou usar valores errados para massa ou gravidade.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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