10 exercícios de energia cinética com gabarito
Em resumo:
- A energia cinética é a energia associada ao movimento dos corpos e depende da massa e do quadrado da velocidade do objeto.
- Essa grandeza física é medida em Joules e possui grande importância na mecânica e na engenharia.
- O texto detalha esse conceito básico e apresenta dez exercícios práticos com gabarito para testar o aprendizado sobre a aplicação da fórmula e do Teorema da Energia Cinética.
Você já parou para pensar na força invisível que rege tudo o que se move ao nosso redor? Desde um maratonista cruzando a linha de chegada, uma montanha-russa despencando dos trilhos ou até mesmo um carro em alta velocidade em uma rodovia.
Na Física, a energia associada a esse estado de movimento recebe um nome muito especial: energia cinética. Derivada da palavra grega kinesis (que significa movimento), essa grandeza nos ajuda a entender a capacidade que um corpo tem de realizar trabalho ou causar impacto simplesmente pelo fato de estar se deslocando.
Para treinar seus conhecimentos sobre o tema, separamos 10 exercícios imperdíveis para você testar o que já aprendeu.
Exercícios sobre Energia Cinética
Exercício 1
Qual é a energia cinética de um corpo de massa 2 kg que se move a uma velocidade constante de 3 m/s?
a) 3 J
b) 6 J
c) 9 J
d) 12 J
e) 18 J
Exercício 2
Um carro de 1000 kg está se deslocando a uma velocidade de 20 m/s. Qual a sua energia cinética?
a) 10.000 J
b) 20.000 J
c) 100.000 J
d) 200.000 J
e) 400.000 J
Exercício 3
Um veículo de 800 kg viaja a uma velocidade de 72 km/h. Qual é a energia cinética do veículo? (Dica: converta a velocidade para m/s dividindo por 3,6).
a) 16.000 J
b) 80.000 J
c) 160.000 J
d) 320.000 J
e) 2.073.600 J
Exercício 4
Se a velocidade de um objeto for duplicada, mantendo-se a mesma massa, o que acontecerá com a sua energia cinética?
a) Permanecerá a mesma.
b) Dobrará.
c) Triplicará.
d) Quadruplicará.
e) Será reduzida à metade.
Exercício 5
Um bloco possui energia cinética de 100 J. Sabendo que sua massa é de 2 kg, qual é a sua velocidade?
a) 5 m/s
b) 10 m/s
c) 20 m/s
d) 50 m/s
e) 100 m/s
Exercício 6
Um atleta em movimento possui uma energia cinética de 450 J enquanto corre a uma velocidade de 3 m/s. Qual é a massa desse atleta?
a) 50 kg
b) 75 kg
c) 80 kg
d) 100 kg
e) 150 kg
Exercício 7
Dois corpos, A e B, possuem a mesma velocidade. A massa do corpo A é a metade da massa do corpo B. Qual a relação correta entre suas energias cinéticas?
a) A energia cinética de A é o quádruplo da de B.
b) A energia cinética de A é o dobro da de B.
c) A energia cinética de A é igual à de B.
d) A energia cinética de A é a metade da de B.
e) A energia cinética de A é a quarta parte da de B.
Exercício 8
O Teorema da Energia Cinética afirma que o trabalho total realizado sobre um corpo é igual à variação da sua energia cinética. Se um corpo parte do repouso e uma força realiza um trabalho de 50 J sobre ele, qual será sua energia cinética final?
a) 0 J
b) 25 J
c) 50 J
d) 100 J
e) Impossível determinar sem saber a massa.
Exercício 9
Sobre as propriedades da energia cinética, assinale a alternativa correta:
a) É uma grandeza vetorial que depende da direção do movimento.
b) Pode assumir valores negativos dependendo do sentido do movimento.
c) É uma grandeza escalar e seu valor é sempre nulo ou positivo.
d) Independe do referencial adotado para medir a velocidade.
e) É medida em Newtons (N) no Sistema Internacional de Unidades.
Exercício 10
Uma motocicleta de massa $m$ se desloca com velocidade $2v$. Um carro de massa $4m$ se desloca com velocidade $v$. Qual a relação entre a energia cinética da moto ($E_{cm}$) e a do carro ($E_{cc}$)?
a) $E_{cm} = E_{cc}$
b) $E_{cm} = 2 \cdot E_{cc}$
c) $E_{cm} = 4 \cdot E_{cc}$
d) $E_{cm} = 0,5 \cdot E_{cc}$
e) $E_{cm} = 0,25 \cdot E_{cc}$
Gabarito
| Exercício | Resposta | Cálculo / Justificativa |
|---|---|---|
| 1 | c | Ec = (2 · 3²) / 2 = (2 · 9) / 2 = 9 J |
| 2 | d | Ec = (1000 · 20²) / 2 = (1000 · 400) / 2 = 200.000 J |
| 3 | c | v = 72 / 3,6 = 20 m/s. Logo, Ec = (800 · 20²) / 2 = (800 · 400) / 2 = 160.000 J |
| 4 | d | Como a velocidade está elevada ao quadrado na fórmula, multiplicar a velocidade por 2 resulta em multiplicar a energia cinética por 2² = 4. |
| 5 | b | 100 = (2 · v²) / 2 → v² = 100 → v = 10 m/s |
| 6 | d | 450 = (m · 3²) / 2 → 900 = 9m → m = 100 kg |
| 7 | d | Como a velocidade é igual para ambos, a energia cinética torna-se diretamente proporcional à massa. Se a massa de A é a metade, sua energia também será. |
| 8 | c | Como o corpo partiu do repouso, sua energia cinética inicial era 0. A variação é exatamente igual ao trabalho aplicado, logo a energia final é 50 J. |
| 9 | c | A energia cinética é uma grandeza escalar. Como a massa é positiva e a velocidade ao quadrado resulta em um valor não-negativo, ela nunca assume valores negativos. |
| 10 | a | Moto: Ecm = (m · (2v)²) / 2 = 4mv² / 2 = 2mv². Carro: Ecc = (4m · v²) / 2 = 4mv² / 2 = 2mv². Portanto, são iguais. |
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