Perguntas

Questão: 1

(Fuvest — adaptada) No rótulo de uma lata de leite em pó lê-se “valor energético: 1509 kJ por 100 g (361 kcal)”. Se toda energia armazenada em uma lata contendo 400 g de leite fosse utilizada para levantar um objeto de 10 kg, a altura máxima atingida seria de aproximadamente (g = 10 m/s²):

A) h = 50,37 km

B) h = 71,36 km

C) h = 61,37 km

D) h = 60,36 km

E) h = 70,36 km

Questão: 2

(Anhembi Morumbi) Considere um ônibus espacial, de massa aproximada $1,0\cdot 10^5\ kg$, que, dois minutos após ser lançado, atingiu a velocidade de $1,34\cdot 10^3\ m/s$ e a altura de $4,5\cdot 10^4\ m$. Sabendo que a aceleração gravitacional terrestre vale 10 m/s², é correto afirmar que, naquele momento, as energias cinética e potencial, aproximadas, em joules, desse ônibus espacial, em relação ao solo, eram, respectivamente,

A) $3,0\cdot 10^{10}$ e $9,0\cdot 10^{10}$

B) $9,0\cdot 10^{10}$ e $4,5\cdot 10^{10}$

C) $9,0\cdot 10^{10}$ e $3,0\cdot 10^{10}$

D) $3,0\cdot 10^{10}$ e $4,5\cdot 10^{10}$

E) $4,5\cdot 10^{10}$ e $3,0\cdot 10^{10}$

Questão: 3

(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: 4

A respeito dos tipos de energia potencial, marque a alternativa incorreta:

a) A energia potencial gravitacional é armazenada em virtude da posição ocupada por um objeto qualquer.

b) A constante elástica de uma mola indica se ela é de fácil ou difícil deformação.

c) A energia potencial elástica é a metade do produto da constante elástica pela deformação sofrida pela mola.

d) A energia potencial elástica é armazenada em um material elástico em virtude de sua deformação.

e) Relacionar o conceito de energia somente à ideia de movimento é um erro, uma vez que, ao ocupar uma posição, um corpo possui energia potencial armazenada.

Questão: 5

(Fatec) Um bloco de massa 0,60 kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano vertical. O ponto A está a 2,0 m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola de constante elástica 150 N/m. São desprezíveis os efeitos do atrito, e adota-se g = 10m/s². A máxima compressão da mola vale, em metros:

A) 0,80

B) 0,40

C) 0,20

D) 0,10

E) 0,05

Questão: 6

Uma caixa de 20 kg cai de uma altura de 3 metros. Sabendo que a aceleração da gravidade é de aproximadamente 10 m/s², calcule a sua energia potencial gravitacional.

A) 200 J

B) 300 J

C) 400 J

D) 500 J

E) 600 J

Questão: 7

Qual a energia potencial gravitacional sofrida por um corpo de 100 kg que está a uma altura de 20 metros do solo, em um planeta com aceleração da gravidade de 4 m/s²?

A) 8 000 J

B) 10 000 J

C) 12 000 J

D) 14 000 J

E) 16 000 J

Questão: 8

Determine a altura máxima atingida por um atleta de salto com vara que corre 10 m/s antes de firmar a vara no chão e pular, sendo que ele consegue converter 50% da sua energia cinética em energia potencial gravitacional. Considere a aceleração da gravidade como $10\ m/s^2$.

A) 1,4 metros

B) 3,1 metros

C) 5,8 metros

D) 4,9 metros

E) 2,5 metros

Questão: 9

Qual a altura de um objeto de massa 5 kg que cai de um avião com energia potencial gravitacional de 20.000 J? Considere a aceleração da gravidade como $10\ m/s^2$.

A) 100 m

B) 200 m

C) 300 m

D) 400 m

E) 500 m

Questão: 10

Quanto vale a relação entre as energias potenciais gravitacionais $E_{pg\ P}/E_{pg\ R}$ de uma pena de 100 g e uma rocha de 500 g que caem de uma altura de 1,5 metros? Considere a aceleração da gravidade como $10\ m/s^2$.

A) 0,2

B) 0,4

C) 0,8

D) 1,6

E) 3,2

Questão: 11

A energia potencial gravitacional pode ser usada para encontrar diversas informações, com exceção de:

A) massa do corpo.

B) energia cinética do corpo.

C) análises microscópicas.

D) altura do corpo.

E) energia potencial elástica do corpo.

Questão: 12

Com base em seus estudos a respeito da energia potencial gravitacional, marque qual alternativa abaixo corresponde à sua fórmula:

A) $E_{pg}=\frac{m\cdot c^2}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$

B) $E_{pg}=\frac{m \cdot v^2}2$

C) $E_{pg}=m\cdot g\cdot h$

D) $E_{pg}=F\cdot d$

E) $E_{pg}=\frac{k\cdot x^2}2$

Questão: 13

A respeito da energia potencial gravitacional, quais das proposições informam corretamente a relação entre a grandeza física e a sua unidade de medida?

I. A energia potencial gravitacional é medida em Joule.

II. A energia cinética é medida em Joule.

III. A aceleração da gravidade é medida em segundo ao quadrado.

IV. A massa é medida em Joule.

V. A altura é medida em quilograma.

Qual das alternativas abaixo está correta?

A) Apenas I e II.

B) Alternativas III e IV

C) Alternativas I, III e V.

D) Alternativas II, IV e V.

E) Nenhuma alternativa.

Respostas

Questão: 1

Alternativa D.

Primeiramente, encontraremos o valor energético de 400 gramas de leite, através de uma regra de três simples:

$100\ gramas - 1509\ KJ$

$400\ gramas – x$

$x\cdot 100=1509\cdot 400$

$x=\frac{603 600}{100}$

$x=6036\ kJ$

$x=6036\cdot 10^3\ J$

Então, calcularemos a altura máxima atingida para levantar a lata, através da fórmula da energia potencial gravitacional:

$E_{pg}=m\cdot g\cdot h$

$6036\cdot 10^3=10\cdot 10\cdot h$

$6036\cdot 10^3=100\cdot h$

$h=\frac{6036\cdot 10^3}{100}$

$h=\frac{6036\cdot 1000}{100}$

$h=60 360\ m$

Questão: 2

Alternativa B.

Primeiramente, calcularemos a energia cinética do ônibus espacial, através da sua fórmula:

$E_c=\frac{m\cdot v^2}2$

$E_c=\frac{1,0\cdot 10^5 \cdot (1,34\cdot 10^3 )^2}2$

$E_c=\frac{1,0\cdot 10^5\cdot 1,7956\cdot 10^6}2$

$E_c=0,8978\cdot 10^{5+6}$

$E_c=0,8978\cdot 10^{11}$

$E_c=8,978\cdot 10^{-1} \cdot 10^{11}$

$E_c=8,978\cdot 10^{-1+11}$

$E_c=8,978\cdot 10^{10}\ J$

$E_c≅9,0\cdot 10^{10}\ J$

Depois, calcularemos a energia potencial gravitacional do ônibus espacial, através da sua fórmula:

$E_{pg}=m\cdot g\cdot h$

$E_{pg}=1,0\cdot 10^5\cdot 10\cdot 4,5\cdot 10^4$

$E_{pg}=45\cdot 10^{5+4}$

$E_pg=45\cdot 10^9$

$E_{pg}=4,5\cdot 10^1\cdot 10^9$

$E_{pg}=4,5\cdot 10^{1+9}$

$E_pg=4,5\cdot 10^{10}\ J$

Questão: 3

Alternativa B.

Calcularemos a altura atingida através da conversão da energia cinética em energia potencial gravitacional, dada pela igualdade das energias:

$25\%\ E_c=E_{pg}$

$\frac{25}{100}\cdot \frac{m\cdot v^2}{2}=m\cdot g\cdot h$

$\frac{25}{100}\cdot \frac{10^2}2=10\cdot h$

$\frac{25}{100}\cdot \frac{100}2=10\cdot h$

$12,5=10\cdot h$

$h=\frac{12,5}{10}$

$h=1,25\ m$

Questão: 4

LETRA “C”

A energia potencial elástica é definida como a metade do produto da constante elástica pela deformação da mola elevada ao quadrado.

Questão: 5

Alternativa B.

Calcularemos a compressão máxima da mola através da conversão da energia potencial gravitacional em energia potencial elástica, dada pela igualdade das energias:

$E_{pg}=E_{el}$

$m\cdot g\cdot h=\frac{k\cdot x^2}2$

$0,6\cdot 10\cdot 2=\frac{150\cdot x^2}2$

$12=75\cdot x^2$

$x^2=\frac{12}{75}$

$x^2=0,16$

$x=\sqrt{0,16}$

$x=0,4\ m$

Questão: 6

Alternativa E.

Calcularemos a energia potencial gravitacional através da sua fórmula:

$E_{pg}=m\cdot g\cdot h$

$E_{pg}=20\cdot 10\cdot 3$

$E_{pg}=600\ J$

Questão: 7

Alternativa A.

Calcularemos a energia potencial gravitacional através da sua fórmula:

$E_{pg}=m\cdot g\cdot h$

$E_{pg}=100\cdot 4\cdot 20$

$E_{pg}=8\ 000\ J$

Questão: 8

Alternativa E.

Calcularemos a altura máxima atingida pelo atleta através da conversão da energia cinética em energia potencial gravitacional, dada pela igualdade das energias:

$50\%\ E_c=E_{pg}$

$\frac{50}{100}\cdot \frac{m\cdot v^2}2=m\cdot g\cdot h$

$0,5\cdot \frac{10^2}2=10\cdot h$

$0,5\cdot \frac{100}2=10\cdot h$

$25=10\cdot h$

$h=\frac{25}{10}$

$h=2,5\ m$

Questão: 9

Alternativa D.

Calcuremos a altura do objeto através da fórmula da energia potencial gravitacional:

$E_{pg}=m\cdot g\cdot h$

$20\ 000=5\cdot 10\cdot h$

$20\ 000=50\cdot h$

$h=\frac{20\ 000}{50}$

$h=400\ m$

Questão: 10

Alternativa A.

Primeiramente, converteremos as massas de gramas para quilogramas:

$100g = 0,1\ kg$

$500\ g = 0,5\ kg$

Depois, encontraremos a relação entre as energias potenciais gravitacionais da pena e da rocha, através da fórmula da energia potencial gravitacional:

$\frac{E_{pg\ P}}{E_{pg\ R}}=\frac{m_P\cdot g\cdot h_P}{m_R\cdot g\cdot h_R}$

$\frac{E_{pg\ P}}{E_{pg\ R}}=\frac{0,1\cdot 10\cdot 1,5}{0,5\cdot 10\cdot 1,5}$

$\frac{E_{pg\ P}}{E_{pg\ R}}=\frac{1,5}{7,5}$

$\frac{E_{pg\ P}}{E_{pg\ R}}=0,2$

Questão: 11

Alternativa C.

A energia potencial gravitacional pode ser usada para encontrar a massa e altura dos corpos através da sua fórmula. Também pode ser usada para encontrar a energia cinética e energia potencial elástica dos corpos através da conservação da energia mecânica. Porém, não é usada para análises microscópicas.

Questão: 12

Alternativa C.

A fórmula usada para calcular a energia potencial gravitacional é:

$E_{pg}=m\cdot g\cdot h$

Já as outras alternativas correspondem a:

A) energia cinética relativística.

B) energia cinética.

D) trabalho.

E) energia potencial elástica.

Questão: 13

Alternativa A.

I. A energia potencial gravitacional é medida em Joule. (verdadeiro)

II. A energia cinética é medida em Joule. (verdadeiro)

III. A aceleração da gravidade é medida em segundo ao quadrado. (falso)

A aceleração da gravidade é medida em metros por segundo ao quadrado.

IV. A massa é medida em Joule. (falso)

A massa é medida em quilograma.

V. A altura é medida em quilograma. (falso)

A altura é medida em metros.