Qual a energia cinética de uma pessoa com 60kg e que está numa velocidade de 10m s?

Conhecer a capacidade dos corpos de armazenar energia em razão de sua posição é indispensável na resolução destes exercícios sobre energia potencial gravitacional e elástica.

Publicado por: Mariane Mendes Teixeira em Exercícios de Física

Questão 1

(FUND. CARLOS CHAGAS) Uma mola elástica ideal, submetida a ação de uma força de intensidade F = 10N, está deformada de 2,0 cm. A energia elástica armazenada na mola é de:

a) 0,10J

b) 0,20J

c) 0,50J

d) 1,0J

e) 2,0J

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Questão 2

Um corpo de massa de 6 kg está posicionado a uma altura de 30m. Calcule a energia potencial gravitacional desse corpo.

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Questão 3

(FATEC 2002) Um bloco de massa 0,60kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano vertical. O ponto A está a 2,0m 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

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Questão 4

Calcule a energia potencial elástica armazenada em uma mola, cuja constante elástica é 100 N/m, que está comprimida, apresentando uma deformação de 45 cm.

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Respostas

Resposta Questão 1

Dados:

F = 10 N

X = 2 cm = 0,02 m

Para calcular a energia potencial elástica, utilizamos a equação:

E = kx2
         2

Como o exercício não forneceu o valor da constante elástica da mola (k), devemos utilizar a equação da força elástica (F = kx) e reescrever a equação da energia da seguinte forma:

E = F . x
         2

Substituindo os dados, temos:

E = 10 . 0,02
            2

E = 0,1 J

Alternativa A

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Resposta Questão 2

E = m.g.h

E = 6 . 10 . 30

E = 1800 J

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Resposta Questão 3

Dados:

M = 0,60 Kg

HA = 2,0m

K = 150 N/m

g = 10 m/s2

A energia potencial gravitacional transforma-se em energia potencial elástica, portanto, elas são iguais e pode-se utilizar a expressão:

Epot = Eel

mgh = kx2
               2

Substituindo os dados, temos:

0,6.10.2 = 150.x2
                       2

12 = 75x2

x2 = 12
       75

x2= 0,16

x = 0,4 m

Alternativa B

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Resposta Questão 4

Dados

K = 100 N/m

X = 45 cm = 0,45 m

E = kx2
         2

E = 100 . 0,452
                2

E = 10,125 J

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K é a constante da mola; 
 x é a deformação sofrida pela 
 mola. 
Ex.: 
 
 
 
 Esticando a corda esta adquire energia potencial 
gravitacional, que será capaz de impulsionar a flecha. 
 
Energia Mecânica 
É soma das energias cinética e potencial de um corpo. 
 
CPM EEE
 
 
 
2
. 2xk
EPEL
A água da represa, ao cair, aciona a turbina 
de uma usina hidrelétrica 
Ao erguer a caixa o homem realiza trabalho sobre 
ela, fazendo com que ela possua energia potencial 
gravitacional. 
 
55 
 
Conservação da Energia Mecânica 
 
Quando um corpo está sob a ação exclusiva de forças conservativas, sua 
energia mecânica se conserva, isto é, mantém-se constante. Partindo desse pres-
suposto, utilizaremos como exemplo uma atleta de salto com vara. 
Ela inicia o movimento no solo (Energia potencial gravitacional igual a zero), 
partindo repouso (energia cinética igual a zero) e começa uma corrida, no exato 
momento em que ela salta ela possui velocidade, mas não altura, portanto tem 
somente energia cinética, a medida que ela ganha altura, a atleta vai perdendo 
velocidade, sendo assim, diremos que ela vai convertendo energia cinética em 
energia potencial gravitacional. Após ela atingir o ponto de altura máxima o proces-
so se inverte. 
 
 
EXERCÍCIOS DO PROFESSOR 
01. Uma bola de futebol de massa m = 300g é chutada por um atacante e sai com uma velocidade inicial de 
20m/s. Nesse caso, a bola está partindo com a energia cinética inicial de: 
 
a) 10 J 
b) 20 J 
c) 40 J 
d) 60 J 
e) 80 J 
Corrida 
O atleta acelera pela 
pista elevando a vara 
para o alto. 
Impulsão 
A velocidade diminui ao 
baixar a vara para fincá-la 
na caixa de apoio. 
Voo 
O impulso para a frente 
e a flexibilidade da vara 
lançam o atleta para cima. 
Queda 
Superando o çarrafo, o 
atleta estica as pernas, 
gira o corpo, e amortece a 
queda. 
 
56 
 
02. Um carro movimenta-se com velocidade de 72km/h, sabendo que nesse instante ele possui uma energia ciné-
tica de 160.000J, determine a massa desse automóvel. 
 
 
 
 
 
 
 
 
03. Um objeto com massa 1,0kg, lançado sobre uma superfície plana com velocidade inicial de 8,0m/s, se move 
em linha reta, até parar. O trabalho total realizado pela força de atrito sobre o objeto é, em J: 
 
a) + 4,0 
b) – 8,0 
c) + 16 
d) – 32 
e) + 64 
 
04. Um corpo com 2kg de massa tem energia potencial gravitacional de 1 000J em relação ao solo. Sabendo que 
a aceleração da gravidade no local vale 10m/s
2
, calcule a que altura o corpo se encontra do solo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
05. Uma garota com 50kg de massa está no alto de uma escada de 40 degraus, tendo cada degrau uma altura 
de 25cm. A aceleração da gravidade no local é 10m/s
2
. Calcule a energia potencial da garota em relação: 
 
a) ao solo 
b) ao 10º degrau 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
06. Uma mola de constante elástica dimensionada de 20N/m foi deformada em 40cm, então a Energia Potencial 
Elástica armazenada nesta mola será de: 
 
a) 1,0 J 
b) 1,6 J 
c) 2,3 J 
d) 3,1 J 
e) N.D.A 
 
07. Um elástico foi deformado de 30cm para 90cm, se sua constante elástica vale 5N/m, qual deverá ser sua 
energia potencial elástica nessas condições? 
 
 
 
 
 
 
 
 
57 
 
 
08. Um bloco de massa 0,60kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano vertical. O 
ponto A está a 2,0m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola de constante elástica 150N/m. São des-
prezíveis os efeitos do atrito e adota-se g = 10m/s
2
. 
 
 
 
 
 
A máxima compressão da mola vale, em metros: 
a) 0,80 
b) 0,40 
c) 0,20 
d) 0,10 
e) 0,05 
 
 
09. Uma pedra é abandonada de certa altura chegando ao solo com uma velocidade de 10m/s. Calcule essa 
altura em metros. Admita g = 10m/s
2
 e despreze a resistência do ar. 
 
 
10. Um objeto de massa M = 0,5kg, apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito, está preso a uma mola 
cuja constante de força elástica é K = 50N/m. O objeto é puxado por 10cm e então solto, passando a oscilar em 
relação à posição de equilíbrio. Qual a velocidade máxima do objeto, em m/s? 
a) 0,5 
b) 1,0 
c) 2,0 
d) 5,0 
e) 7,0 
 
 
 
Exercícios do Aluno: 
01. Qual é o valor da energia cinética de um corpo de massa igual a 2,0kg que se move com velocidade constante 
e igual a 3,0m/s? 
 
 
 
 
 
 
 
 
58 
 
02. Uma moto move-se com 36km/h, se nesse momento sua energia cinética for 25.000J, sua massa deverá ser 
igual a: 
 
 
 
 
 
 
 
 
03. Qual o trabalho, em joules, realizado por uma força que varia a velocidade de um corpo de massa 3kg de 
8m/s para 10m/s? 
 
 
 
 
 
 
 
04. A massa de um elevador é 900kg. Calcule a energia potencial desse elevador no topo de um prédio, a apro-
ximadamente 52m acima do nível da rua. Considere nula a energia potencial ao nível da rua e adote g = 10m/s
2
. 
 
 
 
 
05. O recorde mundial dos 100m rasos é da ordem de 10s, e o do salto com vara, um pouco abaixo de 6m. 
 
a) Calcule o valor da energia cinética média do atleta (massa da ordem de 60kg) na corrida de 100m rasos. 
b) Calcule o valor máximo do acréscimo de energia potencial gravitacional no salto com vara. Adote g = 10m/s
2
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
06. Determine a energia potencial elástica armazenada numa mola de constante elástica K = 500N/m, quando ela 
é distendida de 50cm. 
 
 
 
 
07. Qual deve ser a constante elástica de uma mola que foi deformada de 10cm para 40cm se durante o processo 
ela adquiriu uma energia potencial elástica de 13,5J? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
59 
 
08. Um corpo de 2kg é empurrado contra uma mola de constante elástica 500N/m, comprimindo-a 20cm. Ele é 
libertado e a mola o projeta ao longo de uma superfície lisa e horizontal que termina numa rampa inclinada con-
forme indica a figura. Dado: g = 10m/s
2
 e desprezando todas as formas de atrito, calcular a altura máxima atingida 
pelo corpo na rampa. 
 
 
 
09. Um menino desce um escorregador de altura 3m a partir do repouso e atinge o solo. Determine a velocidade 
do menino ao chegar ao solo. Considere g = 10m/s
2
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10. Um objeto de 1,0kg desloca-se com velocidade 
smV /,07
sobre uma superfície sem atrito e choca-se com 
uma mola presa a uma parede, de acordo com a figura. O objeto comprime a mola de uma distância igual a 1,0m, 
até parar completamente. Qual o valor da constante elástica da mola, em N/m?

Qual a energia cinética de um corpo de 10kg que se desloca a uma velocidade de 10m s?

Como se calcula a energia cinética?

Qual o valor da energia cinética em cada velocidade?

Qual é o valor da energia cinética de um corpo de massa igual a 10kg que se move com velocidade constante igual a 9 m?