Em uma pista de skate, um atleta passa por dois pontos: no ponto A, no alto de uma curva, ele está mais…
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 pista de skate, um atleta passa por dois pontos: no ponto A, no alto de uma curva, ele está mais elevado e com menor velocidade; no ponto B, mais baixo, sua velocidade é maior. Considere que as perdas por atrito sejam pequenas. Com base nessa situação, qual afirmação descreve corretamente a energia do atleta e do skate entre os pontos A e B?
- A) Ao descer do ponto A para o ponto B, a energia potencial gravitacional diminui e se transforma em energia cinética, enquanto a energia mecânica se mantém aproximadamente constante se o atrito for desprezível.
- B) Ao descer do ponto A para o ponto B, a energia mecânica aumenta por causa da gravidade, já que a força peso acrescenta energia ao sistema durante o movimento.
- C) Ao descer do ponto A para o ponto B, a energia cinética aumenta porque o atleta recebe energia externa, fazendo com que a energia mecânica também aumente ao longo do percurso.
- D) Ao descer do ponto A para o ponto B, a energia cinética diminui, pois a menor altura faz o atleta gastar menos energia para manter o movimento.
- E) Ao descer do ponto A para o ponto B, a energia potencial gravitacional diminui, mas essa energia é perdida definitivamente, sem se transformar em outra forma de energia.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o que a questão pede: a descrição correta da energia do atleta e do skate ao descer do ponto A (alto, mais elevado e mais lento) para o ponto B (mais baixo e mais rápido), considerando perdas por atrito pequenas.
- Analise a energia potencial gravitacional. Ela depende da altura (Ep = m·g·h). Como o atleta desce de A para B, a altura diminui e, portanto, a energia potencial gravitacional diminui.
- Analise a energia cinética. Ela depende da velocidade (Ec = m·v^2/2). Como a velocidade aumenta de A para B, a energia cinética aumenta. Essa energia vem da conversão da energia potencial perdida.
- Analise a energia mecânica, que é a soma da energia potencial com a cinética. Se o atrito é desprezível, não há dissipação relevante e a energia mecânica se mantém aproximadamente constante. Logo, a alternativa A está correta: a energia potencial se transforma em cinética e a energia mecânica permanece aproximadamente constante.
- Por que as outras estão erradas: B está errada porque a força peso é conservativa e não acrescenta energia ao sistema; C está errada porque o atleta não recebe energia externa durante a descida; D está errada porque a energia cinética aumenta, e não diminui, ao descer; E está errada porque a energia potencial não se perde, ela se converte em energia cinética.
- Conclusão: o gabarito oficial A está correto.
💡 Dica: Pense no que diminui e no que aumenta durante a descida.
Alternativa por alternativa
Afirma corretamente a conversão de energia potencial gravitacional em energia cinética e a conservação aproximada da energia mecânica quando as perdas por atrito são pequenas.
O aluno acredita que a gravidade fornece energia ao sistema durante a descida, fazendo a energia mecânica crescer.
O aluno supõe que o atleta recebe energia externa durante o percurso, o que explicaria o aumento da energia cinética e da mecânica sem considerar a conversão de energia potencial.
Por que engana: Achar que a energia mecânica aumenta ou que a energia potencial some.
O aluno associa menor altura a menor gasto de energia e conclui que a energia cinética diminui, confundindo energia cinética com esforço muscular e ignorando que a velocidade aumenta.
O aluno entende que a energia potencial que desaparece com a descida se perde definitivamente, sem perceber que ela se transforma em energia cinética.
Raio-X da questão
Conservação da energia mecânica.
Reconhecer transform
Noção de altura e velocidade. · Transformação de energia.
Energia potencial gravitacional e energia cinética.
Achar que a energia mecânica aumenta ou que a energia potencial some.
Prática esportiva e segurança.
Persistência.
Movimento em pista d
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