Energia Cinética
Lista de 10 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Energia Cinética com questões de Vestibulares.
Você pode conferir as videoaulas, conteúdo de teoria, e mais questões sobre o tema aqui.
1. (ESPM-SP) Uma bola e um carrinho têm a mesma massa, mas a bola tem o dobro da velocidade do carrinho. Comparando a energia cinética do carrinho com a energia cinética da bola, esta é:
- quatro vezes maior que a do carrinho
- 60% maior que a do carrinho
- 40% maior que a do carrinho
- igual à do carrinho
- metade da do carrinho
Resposta: A
Resolução:
A energia cinética é dada pela fórmula:
Ec = ½ mv²
Onde:
Ec é a energia cinética (J)
m é a massa (kg)
v é a velocidade (m/s)
Como a bola e o carrinho têm a mesma massa, a energia cinética é proporcional ao quadrado da velocidade.
Ec = k * v²
Onde:
k é uma constante de proporcionalidade
Como a bola tem o dobro da velocidade do carrinho, sua energia cinética é quatro vezes maior.
Ec_bola = k * (2v)²
Ec_bola = 4 * k * v²
Ec_bola = 4 * Ec_carrinho
Portanto, a resposta correta é quatro vezes maior que a do carrinho.
2. (MACK-SP) No conjunto abaixo, os fios e as polias são ideais e o coeficiente de atrito cinético entre o bloco B e a mesa é µ = 0,2. Num dado instante, esse corpo passa pelo ponto X com velocidade 0,50 m/s. No instante em que ele passar pelo ponto Y, a energia cinética do corpo A será:
- 0,125 J
- 1,25 J
- 11,25 J
- 12,5 J
- 17 J
Resposta: B
Resolução:
A energia cinética do corpo A é dada pela fórmula:
Ec_A = ½ mA * v_A²
Onde:
Ec_A é a energia cinética do corpo A (J)
mA é a massa do corpo A (kg)
v_A é a velocidade do corpo A (m/s)
A velocidade do corpo A é igual à velocidade do corpo B.
v_A = v_B
No instante em que o corpo B passar pelo ponto Y, sua velocidade será:
v_B = v_B0 + 2ax
Onde:
v_B0 é a velocidade inicial do corpo B (m/s)
a é a aceleração do corpo B (m/s²)
x é a distância percorrida pelo corpo B (m)
v_B = 0 + 2 * μ * g * x / (m + 2m)
v_B = 2 * μ * g * x / 3m
A energia cinética do corpo A é:
Ec_A = ½ * mA * v_B²
Ec_A = ½ * mA * (2 * μ * g * x / 3m)²
Ec_A = μ² * g² * x² / 9m
Ec_A = (0,2)² * 9,8² * 0,5² / 9 * 2
Ec_A = 1,25 J
3. (UFRS) Uma partícula movimenta-se inicialmente com energia cinética de 250 J. Durante algum tempo, atua sobre ela uma força resultante com módulo de 50 N, cuja orientação é, a cada instante, perpendicular à velocidade linear da partícula; nessa situação, a partícula percorre uma trajetória com comprimento de 3 m. Depois, atua sobre a partícula uma força resultante em sentido contrário à sua velocidade linear, realizando um trabalho de -100 J. Qual é a energia cinética final da partícula?
- 150 J
- 250 J
- 300 J
- 350 J
- 500 J
Resposta: A
Resolução:
04. (Unimep-SP) Uma pedra com massa m 0,20 kg é lançada verticalmente para cima com energia cinética EC 40 J. Considerando-se g 10 m/s² e que em virtude do atrito com o ar, durante a subida da pedra, é gerada uma quantidade de calor igual a 15 J, a altura máxima atingida pela pedra será de:
- 14 m
- 11,5 m
- 10 m
- 12,5 m
- 15 m
Resposta: D
Resolução: Para determinar a altura máxima atingida pela pedra, você pode usar o princípio da conservação de energia. A energia cinética inicial da pedra é transformada em energia potencial gravitacional (devido à altura) e em calor devido ao atrito com o ar. A soma dessas energias deve ser igual à energia cinética inicial.
05. (Unesp-SP) Para tentar vencer um desnível de 0,5 m entre duas calçadas planas e horizontais, mostradas na figura, um garoto de 50 kg, brincando com um skate (de massa desprezível), impulsiona-se até adquirir uma energia cinética de 300 J.
Desprezando-se quaisquer atritos e considerando-se g 10 m/s², pode-se concluir que, com essa energia:
- não conseguirá vencer sequer metade do desnível.
- conseguirá vencer somente metade do desnível.
- conseguirá ultrapassar metade do desnível, mas não conseguirá vencê-lo totalmente.
- não só conseguirá vencer o desnível, como ainda lhe sobrarão pouco menos de 30 J de energia cinética.
- não só conseguirá vencer o desnível, como ainda lhe sobrarão mais de 30 J de energia cinética.
Resposta: E
Resolução:
06. (UERJ) Numa partida de futebol, o goleiro bate o tiro de meta e a bola, de massa 0,5 kg, sai do solo com velocidade de módulo igual a 10 m/s, conforme mostra a figura.
No ponto P, a 2 metros do solo, um jogador da defesa adversária cabeceia a bola. Considerando g 10 m/s², a energia cinética da bola no ponto P vale, em joules:
- 0
- 5
- 10
- 15
Resposta: D
Resolução:
07. (FATEC) Um motorista conduzia seu automóvel de massa 2000 kg que trafegava em linha reta, com velocidade constante de 72 km/h, quando avistou uma carreta atravessada na pista. Transcorreu 1 s entre o momento em que o motorista avistou a carreta e o momento em que acionou o sistema de freios para iniciar a frenagem, com desaceleração constante igual a 10 m/s². Desprezando-se a massa do motorista, assinale a alternativa que apresenta, em joules, a variação da energia cinética desse automóvel, do início da frenagem até o momento de sua parada.
- + 4,0.105
- + 3,0.105
- + 0,5.105
- – 4,0.105
- – 2,0.105
Resposta: D
Resolução:
08. (UFRGS) Para um dado observador, dois objetos A e B, de massas iguais, movem-se com velocidades constantes de 20 km/h e 30 km/h, respectivamente. Para o mesmo observador, qual a razão EA/EB entre as energias cinéticas desses objetos?
- 1/3.
- 4/9.
- 2/3.
- 3/2.
- 9/4.
Resposta: B
Resolução: Começa em 8:38
09. (UNIFESP) Uma criança de massa 40 kg viaja no carro dos pais, sentada no banco de trás, presa pelo cinto de segurança. Num determinado momento, o carro atinge a velocidade de 72 km/h. Nesse instante, a energia cinética dessa criança é:
- 3000 J
- 5000 J
- 6000 J
- 8000 J
- 9000 J
Resposta: D
Resolução:
10. (UCB) Determinado atleta usa 25% da energia cinética obtida na corrida para realizar um salto em altura sem vara. Se ele atingiu a velocidade de 10 m/s, considerando g = 10 m/s², a altura atingida em razão da conversão de energia cinética em potencial gravitacional é a seguinte:
- 1,12 m.
- 1,25 m.
- 2,5 m.
- 3,75 m.
- 5 m.
Resposta: B
Resolução: