UFABC – Fenômenos Mecânicos – P3 – Questão 2
Quais das afirmações a seguir são verdadeiras sobre a energia cinética? Inclua todos que se aplicam.
- A energia cinética é a forma de energia mecânica que depende da posição de um objeto.
- Se um objeto estiver no solo, ele não terá energia cinética.
- Objetos com movimentos mais rápidos sempre tem uma energia cinética maior
- A energia cinética é uma grandeza escalar
- Um objeto tem uma energia cinética de . Se sua velocidade fosse o dobro, então sua energia cinética seria de .
- Um objeto nunca pode ter uma energia cinética negativa.
- Um objeto de é acelerado do repouso a uma velocidade de . Este objeto ganha de energia cinética.
Escolha uma:
- 4-7
- Nenhuma das outras alternativas ou, duas ou mais alternativas.
- 2-3-5-6
- 4-5-6
- 3-4-5-6
- 4-6
- 3-6
- 2-3-4-5-6
- 3-4-7
Passo 1
Fala galera, tudo bem? Vamos analisar uma por uma das afirmativas?
Começando pela 1:
“A energia cinética é a forma de energia mecânica que depende da posição de um objeto.”
Essa afirmativa está ERRADA! A energia cinética é a energia associada ao movimento translacional do objeto. Tem a ver com o MÓDULO quadrado da velocidade, é uma grandeza escalar e independe da direção em que o ponto está se movendo.
Beleza?
Passo 2
Agora a afirmativa 2:
“Se um objeto estiver no solo, ele não terá energia cinética”
Como comentei ali antes, a energia cinética tem a ver com a velocidade do objeto. Então no solo ela pode estar se deslocando, não é verdade? A energia que é nula quando se está no solo é a ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL. Pois ela tem a ver com a altura com que o objeto está do chão.
Agora a energia cinética ter a ver apenas com a massa do objeto e com a velocidade escalar dele. E no chão podemos nos mover, então essa afirmação está ERRADA!
Passo 3
Olhando a terceira:
“Objetos com movimentos mais rápidos sempre tem uma energia cinética maior”
Para afirmar se está certa ou errada, vamos dar uma espiadinha na fórmula da energia cinética:
Então a energia cinética depende tanto da velocidade quanto da massa! Sendo assim, a gente não pode afirmar com certeza que um objeto rápido tem a maior energia cinética!
Imagina uma formiguinha indo muuuuuuuuito rápido, contra um ônibus lotadão meio que devagar! Mesmo que a formiguinha vá muuuito rápido, a massa dela é muito, mas muito menor do que do busão. Então não podemos afirmar que objetos com maior velocidade tem maior energia cinética se não levarmos em conta sua massa!
Logo essa afirmação está errada!
Passo 4
A quarta:
“A energia cinética é uma grandeza escalar”
Temos dois tipos de grandezas: escalar e vetorial. A grandeza vetorial não só precisa de complemento de direção e sentido para ficar completa, mas também pode ter valores diferentes dependendo da direção em que se olha.
Por exemplo o vetor posição:
Enquanto o objeto anda duas casas na direção horizontal para cima, ele anda quatro na vertical pra cima. Ele não anda igualmente nas duas direções. E viu como ficou completo quando falei horizontal direita e vertical pra cima? Pois é, posição, velocidade, aceleração, força são grandezas que precisam de direção e sentido para serem totalmente determinadas.
Mas e a energia? A energia não! Ela é uma grandeza escalar pois é a medida de capacidade de um corpo realizar trabalho. E o trabalho pode ser realizado para qualquer lado, direção, sentido. E a energia não faz distinção da direção ou do sentido. A energia vai ser igual se o objeto tiver mesma massa e mesma velocidade, independente do sentido ou direção do movimento. Sendo assim, a energia cinética é uma grandeza escalar.
Sacou?
Então essa afirmativa está CORRETA!
Passo 5
Agora a quinta:
“Um objeto tem uma energia cinética de . Se sua velocidade fosse o dobro, então sua energia cinética seria de ”
Vamos ver qual é a relação entre velocidade e energia cinética:
Então, mantendo a mesma massa, a proporcionalidade entre energia e velocidade é:
Se dobrarmos o valor da velocidade, a energia fica multiplicada por .
Então a energia ficaria ! E não como disse a afirmativa. Logo essa afirmativa está ERRADA!
Passo 6
Analisando a afirmativa 6:
“Um objeto nunca pode ter uma energia cinética negativa”
Olhando de novo pra fórmula da energia:
A massa de um corpo nunca pode ser negativa né? E sabemos que o quadrado de um número é sempre sempre sempre positivo, então não temo como o produto de dois números positivos dar um resultado negativo.
Portanto essa afirmativa está ERRADA.
Vamos pra última?
Passo 7
Agora a afirmativa 7:
“Um objeto de é acelerado do repouso a uma velocidade de . Este objeto ganha de energia cinética”
Aqui precisamos calcular a energia do início, do fim e ver se o objeto ganhou mesmo aquele valor de energia.
No início o objeto está em repouso, então , daí a energia cinética inicial é nula.
No fim ele tá com velocidade de , então nesse ponto ele tem uma energia cinética de:
Então esse objeto tem uma energia final de .
E a energia que ele ganhou é a energia final menos a inicial:
Assim, o objeto ganhou e não como a afirmativa fala.
Essa afirmativa está ERRADA.
Passo 8
Juntando todos as respostas
- ERRADA
- ERRADA
- ERRADA
- CORRETA
- ERRADA
- CORRETA
- ERRADA
As duas únicas corretas são a 4 e a 6. A alternativa correta é (f).
Ufa! Terminamos!
Espero ter te ajudado!