Um corpo de 2 kg é solto de uma altura de 20 m. Calcule a energia potencial gravitacional inicial e a energia…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um corpo de 2 kg é solto de uma altura de 20 m. Calcule a energia potencial gravitacional inicial e a energia cinética ao atingir o solo. Utilize g = 10 m/s².
- A) 200 J
- B) 400 J
- C) 100 J
- D) 50 J
- E) 800 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 2 kg, altura h = 20 m, g = 10 m/s^2. O enunciado pede a energia potencial inicial e a energia cinética ao atingir o solo.
- Calcule a energia potencial gravitacional inicial. Ep = m x g x h = 2 x 10 x 20 = 400 J.
- Calcule a energia cinética no solo. Como o corpo é solto do repouso e a resistência do ar é desprezada, a energia mecânica se conserva. Logo, toda a energia potencial se converte em cinética: Ec = Ep inicial = 400 J. Confirmando pela cinemática: v^2 = 2 x g x h = 2 x 10 x 20 = 400, então v = 20 m/s e Ec = (1/2) x 2 x 20^2 = 400 J.
- Compare com o gabarito. Os dois valores são 400 J, que corresponde à alternativa B, portanto o gabarito oficial está correto.
- Por que as outras estão erradas. A (200 J) corresponderia a metade da energia, como se a fórmula da energia cinética fosse aplicada sem a velocidade correta. C (100 J) só surge se a velocidade for tomada como 10 m/s, confundindo o valor de g com a velocidade. D (50 J) não decorre de nenhuma relação física do enunciado, sendo resultado de erro numérico. E (800 J) seria obtido somando Ep e Ec iniciais, o que contraria a conservação da energia mecânica.
💡 Dica: Calcule a energia potencial e a energia cinética usando as fórmulas apropriadas.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula a energia como metade do produto m x g x h, aplicando o fator 1/2 da energia cinética sobre a energia potencial.
Por que engana: Confundir a fórmula da energia potencial com a da energia cinética, aplicando incorretamente os valores.
Cálculo incorreto; a energia potencial é maior.
O aluno usa o valor de g (10) como se fosse a velocidade final do corpo na fórmula Ec = (1/2) m v^2, obtendo (1/2) x 2 x 10^2 = 100 J.
O aluno comete erro de cálculo ou de valores, como trocar a altura de 20 m por 2,5 m ou dividir indevidamente o resultado, chegando a 50 J.
O aluno soma a energia potencial inicial (400 J) com uma energia cinética também de 400 J, achando que a energia total dobra, sem perceber que a energia se conserva e não se acumula.
Raio-X da questão
energia potencial e cinética
avaliacao
energia potencial gravitacional · energia cinética
Revisar as fórmulas de energia potencial e cinética.
Confundir a fórmula da energia potencial com a da energia cinética, aplicando incorretamente os valores.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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