12 questões abertas com gabarito e comentário (de 50 no banco do Benshuu). Toque numa alternativa pra ver se acertou, ou abra o gabarito direto.
Um objeto é abandonado em queda livre (velocidade inicial nula) de uma altura de 5 m, sem resistência do ar. Considerando g = 10 m/s², qual é a velocidade desse objeto ao atingir o solo?
Gabarito: E) 10 m/s
Pela conservação da energia mecânica, toda a energia potencial se converte em cinética: m·g·h = m·v²/2 → v² = 2·g·h = 2 × 10 × 5 = 100 → v = 10 m/s. Um erro comum é esquecer de extrair a raiz quadrada e responder 100 m/s.
Uma mola comprimida armazena 8 J de energia potencial elástica. Ao ser liberada, ela empurra um bloco de massa 1 kg, apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito, transferindo toda essa energia para energia cinética do bloco. Qual é a velocidade do bloco logo após deixar a mola?
Gabarito: D) 4 m/s
Pela conservação de energia, Eel = Ec → 8 = (1 × v²)/2 → v² = 16 → v = 4 m/s. Um erro comum é esquecer o fator 1/2 na energia cinética, o que levaria a v² = 8 e um resultado incorreto.
Um corpo de massa 10 kg possui energia potencial gravitacional de 300 J em relação ao solo. Considerando g = 10 m/s², a que altura esse corpo se encontra?
Gabarito: D) 3 m
Da fórmula Ep = m·g·h, temos h = Ep/(m·g) = 300/(10 × 10) = 300/100 = 3 m. Um erro comum é dividir apenas por m, esquecendo de considerar também g, chegando a 30 m.
Um bloco de massa 2 kg tem sua velocidade alterada de 2 m/s para 4 m/s. Comparando a energia cinética final com a inicial, pode-se afirmar que a energia cinética final é quantas vezes maior que a inicial?
Gabarito: B) 4 vezes
Ec_inicial = (2 × 2²)/2 = 4 J e Ec_final = (2 × 4²)/2 = 16 J. A razão entre elas é 16/4 = 4. Como a energia cinética depende do quadrado da velocidade, dobrar v faz Ec quadruplicar. Um erro comum é achar que, como v dobrou, Ec também apenas dobra (2 vezes).
Uma mola de constante elástica k = 250 N/m é comprimida em x = 0,2 m. Qual é a energia potencial elástica armazenada nessa mola?
Gabarito: A) 5 J
Epe = k·x²/2 = 250 · (0,2)² / 2 = 250 · 0,04 / 2 = 5 J.
Um bloco parte do repouso no topo de uma rampa lisa (sem atrito) com 1,25 m de altura e desliza até a base da rampa. Qual é a velocidade do bloco ao chegar à base? (g = 10 m/s²)
Gabarito: C) 5 m/s
Como não há atrito, a energia mecânica se conserva: m·g·h = m·v²/2 → v² = 2·g·h = 2 × 10 × 1,25 = 25 → v = 5 m/s. Note que a massa do bloco não influencia o resultado, pois aparece em ambos os lados da equação e se cancela. Um erro comum é esquecer de extrair a raiz quadrada de 25.
Um pêndulo é solto do repouso a partir de um ponto 0,8 m acima do seu ponto mais baixo. Desprezando a resistência do ar, qual é a velocidade do pêndulo ao passar pelo ponto mais baixo de sua trajetória? (g = 10 m/s²)
Gabarito: E) 4 m/s
Pela conservação da energia mecânica, a energia potencial no ponto mais alto se converte totalmente em energia cinética no ponto mais baixo: m·g·h = m·v²/2 → v² = 2·g·h = 2 × 10 × 0,8 = 16 → v = 4 m/s. Um erro comum é esquecer de extrair a raiz quadrada de 16, respondendo 16 m/s.
Uma bola é lançada verticalmente para cima com velocidade inicial de 20 m/s. Desprezando a resistência do ar, qual é a altura máxima atingida pela bola, usando conservação de energia? (g = 10 m/s²)
Gabarito: D) 20 m
No ponto mais alto, toda a energia cinética inicial se converteu em energia potencial gravitacional: m·v0²/2 = m·g·h → h = v0²/(2g) = 20²/(2×10) = 400/20 = 20 m. Um erro comum é esquecer de elevar v0 ao quadrado, calculando h = v0/(2g) = 1 m, ou esquecer o fator 2 no denominador.
Uma mola de constante elástica k = 400 N/m é comprimida x = 0,2 m e, ao ser liberada, lança verticalmente para cima um bloco de massa 0,5 kg apoiado sobre ela, sem perdas de energia. Qual é a altura máxima atingida pelo bloco, medida a partir da posição em que a mola estava comprimida? (g = 10 m/s²)
Gabarito: B) 1,6 m
A energia potencial elástica armazenada é Eel = k·x²/2 = (400 × 0,2²)/2 = (400 × 0,04)/2 = 16/2 = 8 J. Essa energia se converte totalmente em energia potencial gravitacional no ponto mais alto: Eel = m·g·h → 8 = 0,5 × 10 × h → h = 8/5 = 1,6 m. Um erro comum é esquecer o fator 1/2 no cálculo da energia elástica, o que dobraria indevidamente o valor de Eel e, consequentemente, o de h.
Um objeto é abandonado em queda livre, partindo do repouso, de uma altura de 20 m. Desprezando a resistência do ar, qual é a velocidade desse objeto no instante em que ele está a 15 m de altura (ou seja, após ter caído 5 m)? (g = 10 m/s²)
Gabarito: B) 10 m/s
Pela conservação da energia mecânica, considerando apenas a queda de 5 m (de 20 m para 15 m de altura): m·g·Δh = m·v²/2 → v² = 2·g·Δh = 2 × 10 × 5 = 100 → v = 10 m/s. Um erro comum é usar a altura total de 20 m em vez da queda efetiva de 5 m.
Um bloco de massa 2 kg é lançado por uma mola horizontal (sem atrito nesse trecho) com energia potencial elástica inicial de 40 J. Em seguida, o bloco sobe uma rampa com atrito, que dissipa 16 J de energia até o bloco atingir sua altura máxima na rampa, onde sua velocidade se anula. Qual é essa altura máxima atingida pelo bloco? (g = 10 m/s²)
Gabarito: A) 1,2 m
Toda a energia elástica inicial (40 J) se transforma em energia cinética do bloco ao deixar a mola. Ao subir a rampa, parte dessa energia é dissipada pelo atrito (16 J) e o restante se converte em energia potencial gravitacional no ponto de altura máxima (onde v = 0): m·g·h = Eel − Edissipada = 40 − 16 = 24 J. Logo, 2 × 10 × h = 24 → 20h = 24 → h = 1,2 m. Um erro comum é esquecer de descontar a energia dissipada pelo atrito, calculando h a partir dos 40 J inteiros (o que daria 2 m).
Um bloco de massa 4 kg comprime uma mola horizontal de constante elástica k = 800 N/m em x = 0,5 m. Ao ser liberado, o bloco é lançado sobre uma superfície horizontal sem atrito e sobe por uma rampa também sem atrito. Qual é a altura máxima atingida pelo bloco na rampa? (g = 10 m/s²)
Gabarito: A) 2,5 m
A energia potencial elástica armazenada na mola é Eel = k·x²/2 = (800 × 0,5²)/2 = (800 × 0,25)/2 = 200/2 = 100 J. Como não há atrito em nenhum trecho, essa energia se converte totalmente em energia potencial gravitacional na altura máxima: 100 = m·g·h = 4 × 10 × h = 40h → h = 100/40 = 2,5 m. Um erro comum é esquecer o fator 1/2 no cálculo de Eel, o que dobraria o valor da energia e, consequentemente, da altura calculada.
Aqui você viu 12 das 50 questões do tópico. No Benshuu dá pra fazer todas, num simulado que sorteia primeiro o que você ainda erra, com correção na hora, XP e revisão dos erros.
BENSHUU