Teste seus conhecimentos com questões sobre a energia cinética e tire suas dúvidas com a resolução comentada.
Questão 1
Calcule a energia cinética de uma bola de massa 0,6 kg ao ser arremessada e atingir uma velocidade de 5 m/s.
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Resposta correta: 7,5 J.
A energia cinética está associada ao movimento de um corpo e pode ser calculada através da seguinte fórmula:
Substituindo os dados da questão na fórmula acima, encontramos a energia cinética.
Portanto, a energia cinética adquira pelo corpo durante o movimento é de 7,5 J.
Questão 2
Uma boneca de massa igual a 0,5 kg foi derrubada de uma janela do 3º andar, numa altura de 10 m do chão. Qual a energia cinética da boneca ao atingir o solo e qual a velocidade com que ela caiu? Considere a aceleração da gravidade como sendo 10 m/s2.
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Resposta correta: energia cinética de 50 J e velocidade de 14,14 m/s.
Ao jogar a boneca, foi realizado um trabalho para deslocá-la e a energia foi transferida para ela através do movimento.
A energia cinética adquirida pela boneca durante o lançamento pode ser calculada pela seguinte fórmula:
Substituindo os valores do enunciado, a energia cinética decorrente do movimento é:
Através da outra fórmula para energia cinética, calculamos a velocidade com que a boneca caiu.
Sendo assim, a energia cinética da boneca é de 50 J e a velocidade que ela atinge é de 14,14 m/s.
Questão 3
Determine o trabalho realizado por um corpo de massa 30 kg para que sua energia cinética aumente, ao passo que sua velocidade aumenta de 5 m/s para 25 m/s?
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Resposta correta: 9000 J.
O trabalho pode ser calculado pela variação de energia cinética.
Substituindo os valores do enunciado na fórmula, temos:
Portanto, o trabalho necessário para mudar a velocidade do corpo, será igual a 9000 J.
Veja também: Trabalho
Questão 4
Um motociclista está com sua moto em uma rodovia com radar a uma velocidade de 72 km/h. Após passar pelo radar, ele acelera e sua velocidade chega em 108 km/h. Sabendo que a massa do conjunto moto e motociclista é de 400 kg, determine a variação de energia cinética sofrida pelo motociclista.
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Resposta correta: 100 kJ.
Devemos primeiramente realizar a conversão das velocidades dadas de km/h para m/s.
A variação da energia cinética é calculada através da fórmula a seguir.
Substituindo os valores do problema na fórmula, temos:
Sendo assim, a variação de energia cinética no percurso foi de 100 kJ.
Questão 5
(UFSM) Um ônibus de massa m anda por uma estrada de montanhas e desce uma altura h. O motorista mantém os freios acionados, de modo que a velocidade é mantida constante em módulo durante todo o trajeto. Considere as afirmativas a seguir, assinale se são verdadeiras (V) ou falsas (F).
( ) A variação de energia cinética do ônibus é nula.
( ) A energia mecânica
do sistema ônibus-Terra se conserva, pois a velocidade do ônibus é constante.
( ) A energia total do sistema ônibus-Terra se conserva, embora parte da energia mecânica se transforme em energia interna. A sequência correta é
a) V – F – F.
b) V – F – V.
c) F – F – V.
d) F – V – V.
e) F – V – F
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Alternativa correta: b) V – F – V.
(VERDADEIRA) A variação de energia cinética do ônibus é nula, pois a velocidade é constante e a variação de energia cinética depende das alterações dessa grandeza.
(FALSA) A energia mecânica do sistema diminui, pois como o motorista mantém os freios acionados, a energia potencial gravitacional diminui ao converter-se em energia térmica pelo atrito, enquanto a energia cinética se mantém constante.
(VERDADEIRA) Considerando o sistema como um todo a energia se conserva, entretanto, devido ao atrito dos freios, parte da energia mecânica transforma-se em energia térmica.
Veja também: Energia Térmica
Questão 6
(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:
a) 1,12 m.
b) 1,25 m.
c) 2,5 m.
d) 3,75 m.
e) 5 m.
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Alternativa correta: b) 1,25 m.
A energia cinética é igual à energia potencial gravitacional. Se apenas 25% da energia cinética foi usada para um salto, então as grandezas são relacionadas da seguinte forma:
Substituindo os valores do enunciado na fórmula, temos:
Portanto, a altura atingida em razão da conversão de energia cinética em potencial gravitacional é 1,25 m.
Veja também: Energia Potencial
Questão 7
(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?
a) 1/3.
b)
4/9.
c) 2/3.
d) 3/2.
e) 9/4.
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Alternativa correta: b) 4/9.
1º passo: calcular a energia cinética do objeto A.
2º passo: calcular a energia cinética do objeto B.
3º passo: calcular a razão entre as energias cinéticas dos objetos A e B.
Portanto, a razão EA/EB entre as energias cinéticas dos objetos A e B é de 4/9.
Veja também: Energia Cinética
Questão 8
(PUC-RJ) Sabendo que um corredor cibernético de 80 kg, partindo do repouso, realiza a prova de 200 m em 20 s mantendo uma aceleração constante de a = 1,0 m/s², pode-se afirmar que a energia cinética atingida pelo corredor no final dos 200 m, em joules, é:
a) 12000
b) 13000
c) 14000
d) 15000
e) 16000
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Alternativa correta: e) 16000.
1º passo: determinar a velocidade final.
Como o corredor parte do repouso, sua velocidade inicial (V0) tem valor zero.
2º passo: calcular a energia cinética do corredor.
Sendo assim, pode-se afirmar que a energia cinética atingida pelo corredor no final dos 200 m é 16 000 J.
Questão 9
(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:
a) 3000 J
b) 5000 J
c) 6000 J
d) 8000 J
e) 9000 J
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Alternativa correta: d) 8000 J.
1º passo: converter a velocidade de km/h para m/s.
2º passo: calcular a energia cinética da criança.
Portanto, a energia cinética da criança é 8000 J.
Questão 10
(PUC-RS) Num salto em altura com vara, um atleta atinge a velocidade de 11 m/s imediatamente antes de fincar a vara no chão para subir. Considerando que o atleta consiga converter 80% da sua energia cinética em energia potencial gravitacional e que a aceleração da gravidade no local seja 10 m/s², a altura máxima que o seu centro de massa pode atingir é, em metros, aproximadamente,
a) 6,2
b) 6,0
c) 5,6
d) 5,2
e) 4,8
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Alternativa correta: e) 4,8.
A energia cinética é igual à energia potencial gravitacional. Se 80% da energia cinética foi usada para um salto, então as grandezas são relacionadas da seguinte forma:
Substituindo os valores do enunciado na fórmula, temos:
Sendo assim, a altura máxima que o seu centro de massa pode atingir é, aproximadamente, 4,8 m.
Veja
também: Energia Potencial Gravitacional
Estude com exercícios sobre energia potencial e cinética.
Bacharela em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018) e Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011).