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Exercícios sobre energia cinética

Exercícios de Física

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre a energia cinética, a energia mecânica relacionada com a velocidade. Para determiná-la, é preciso levar em conta a massa do objeto. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior
questão 1

(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.

a) + 4,0.105

b) + 3,0.105

c) + 0,5.105

d) – 4,0.105

e) – 2,0.105

questão 2

(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.

questão 3

Um objeto de massa 500 g possui energia cinética de 2 kJ. Determine a velocidade desse objeto em m/s.

Dado: Adote √10 = 3,16

a) 63,2

b) 50,4

c) 62,8

d) 36,6

e) 31,6

questão 4

Um motociclista desloca-se a 72 km/h em uma via retilínea. Em dado momento, a velocidade é alterada para 108 km/h. Sendo a massa do conjunto (moto + motociclista) 350 kg, determine a variação de energia cinética sofrida pelo motociclista.

a) 90 kJ

b) 107,5 kJ

c) 87,5 kJ

d) 97,5 kJ

e) 50 kJ

respostas
Questão 1

LETRA “D”

No momento em que o automóvel parar, não haverá mais energia cinética, de modo que podemos dizer que a energia cinética final é zero. Por meio da equação da energia cinética, podemos determinar a energia inicial do automóvel.

Massa: M = 2000 kg

Velocidade: v = 72 km/h ÷ 3,6 = 20 m/s

EC = (M.v2) ÷ 2

EC = (2000. 202) ÷ 2

EC = (2000.400) ÷ 2

EC = 800000 ÷ 2

EC = 400000 = 4. 105 J

A variação da energia cinética será dada pela subtração da energia cinética final e inicial.

ΔEC = 0 – 4 . 105

ΔEC = – 4 . 105 J

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Questão 2

LETRA “B”

A porcentagem de 25% da energia cinética foi completamente transformada em energia potencial gravitacional. Sendo assim, podemos escrever que:

0,25 EC = EP

0,25 (M.v2) ÷ 2 = M.g.h

(0,25.v2 ) ÷ 2 = g.h

(0,25 . 102 ) ÷ 2 = 10 .h

(0,25 . 100) ÷ 2 = 10 .h

25 ÷ 2 = 10.h

10 h = 12,5

h = 1,25 m

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Questão 3

LETRA “A”

Massa: M = 500 g = 0,5 kg

Energia cinética: EC = 2 kJ = 2000 J

EC = (M.v2) ÷ 2

2000 = (0,5 . v2) ÷ 2

2000 = 0,5 . v2

v2 = 4000

v = (4000)1/2

v = 20 √10

v = 20 . 3,16

v = 63,2 m/s

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Questão 4

LETRA “C”

Velocidade inicial: 72 km/h ÷ 3,6 = 20 m/s

Velocidade final: 108 km/h ÷ 3,6 = 30 m/s

Variação da energia cinética = energia cinética final – energia cinética inicial.

ΔEC = EC.FINAL – EC.INICIAL

Energia cinética final:

EC = (M.v2) ÷ 2

EC = (350 . 302) ÷ 2

EC = (350 . 900) ÷ 2

EC = 157.500 J

Energia cinética inicial:

EC = (M.v2) ÷ 2

EC = (350 . 202) ÷ 2

EC = ( 350 . 400) ÷ 2

EC = 70.000

Variação:

ΔEC = 157.500 – 70.000

ΔEC = 87.500 J = 87,5 kJ

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