LISTA DE EXERCÍCIOS – TRABALHO E ENERGIA

📘 Lista de Exercícios – Trabalho e Energia

As questões a seguir abordam trabalho, energia cinética, energia potencial, energia mecânica e o teorema trabalho–energia, sempre em situações contextualizadas, no estilo do ENEM.

Questão 1
Um estudante empurra um carrinho de supermercado ao longo de um corredor horizontal, aplicando uma força constante de 50 N paralela ao movimento. Sabendo que o carrinho se desloca 10 m, o trabalho realizado por essa força é:

A) 5 J

B) 50 J

C) 100 J

D) 500 J

E) 1000 J

O trabalho de uma força constante é dado por:

\[ W = F \cdot d \cdot \cos\theta \]

Como a força é paralela ao movimento, \(\cos\theta = 1\):

\[ W = 50 \cdot 10 = 500\,J \]

Resposta: alternativa D.

💡 Dica ENEM: força paralela ao movimento sempre realiza trabalho máximo.

Questão 2
Um livro é levantado verticalmente do chão até uma prateleira situada a 2 m de altura. Considerando massa de 3 kg e \(g = 10\,m/s^2\), o trabalho realizado pela força peso é:

A) 60 J

B) –60 J

C) 30 J

D) –30 J

E) 0 J

A força peso atua para baixo, enquanto o deslocamento é para cima.

\[ W_p = -mgh = -3 \cdot 10 \cdot 2 = -60\,J \]

Resposta: alternativa B.

⚠️ Trabalho negativo ocorre quando força e deslocamento têm sentidos opostos.

Questão 3
Um corpo de massa 2 kg desloca-se com velocidade de 5 m/s. A energia cinética associada a esse movimento é:

A) 10 J

B) 20 J

C) 25 J

D) 50 J

E) 100 J

\[ E_c = \frac{1}{2}mv^2 \]

\[ E_c = \frac{1}{2}\cdot 2 \cdot 5^2 = 25\,J \]

Resposta: alternativa C.

📌 Atenção ao quadrado da velocidade — erro comum em provas.

Questão 4
Um objeto de 1 kg é abandonado de uma altura de 10 m. Desprezando o atrito do ar, a energia potencial gravitacional inicial do sistema é:

A) 5 J

B) 10 J

C) 50 J

D) 100 J

E) 200 J

\[ E_p = mgh = 1 \cdot 10 \cdot 10 = 100\,J \]

Resposta: alternativa D.

📘 Energia potencial depende do nível de referência adotado.

Questão 5
Durante a queda livre de um objeto, desprezando a resistência do ar, pode-se afirmar que:

A) A energia mecânica diminui.

B) A energia cinética permanece constante.

C) A energia potencial aumenta.

D) A energia mecânica se conserva.

E) Toda energia se transforma em calor.

Na ausência de forças dissipativas:

\[ E_m = E_c + E_p = \text{constante} \]

Resposta: alternativa D.

🎯 Conservação da energia mecânica é tema recorrente no ENEM.

Questão 6
Uma mola ideal é comprimida armazenando energia potencial elástica. Essa energia depende:

A) da massa

B) da gravidade

C) da deformação

D) do tempo

E) da velocidade

\[ E_{el}=\frac12kx^2 \]

Resposta: C

📐 Energia elástica depende da deformação da mola.

Questão 7
O trabalho de uma força perpendicular ao deslocamento é:

A) positivo

B) negativo

C) máximo

D) nulo

E) variável

\[ \cos 90^\circ = 0 \Rightarrow W=0 \]

Resposta: D

🧭 Força normal não realiza trabalho.

Questão 8
Um carrinho desce uma rampa lisa a partir do repouso. Ao atingir a base, sua energia cinética é igual a:

A) metade da energia potencial inicial

B) o dobro da energia potencial inicial

C) a energia potencial inicial

D) a soma das energias potencial e cinética

E) zero

Sem atrito, a energia mecânica se conserva:

\[ E_{p,inicial} = E_{c,final} \]

Resposta: alternativa C.

🔄 Em rampas sem atrito, ocorre apenas transformação de energia.

Questão 9
Um corpo de 2 kg tem sua velocidade aumentada de 3 m/s para 7 m/s. O trabalho da força resultante é:

A) 20 J

B) 32 J

C) 40 J

D) 52 J

E) 64 J

Pelo teorema trabalho–energia:

\[ W = \Delta E_c = \frac12 m(v_f^2 - v_i^2) \]

\[ W = \frac12 \cdot 2 (49 - 9) = 40\,J \]

Resposta: alternativa C.

📘 O trabalho da força resultante altera a energia cinética.

Questão 10
Uma caixa é empurrada sobre o chão e para após certo percurso devido ao atrito. Nesse processo:

A) a energia mecânica aumenta

B) a energia mecânica se conserva

C) a energia cinética vira energia potencial

D) há dissipação de energia mecânica

E) não ocorre trabalho

O atrito é uma força dissipativa.

Resposta: alternativa D.

🔥 Atrito transforma energia mecânica em energia térmica.

Questão 11
Um atleta lança um objeto verticalmente para cima. No ponto mais alto do movimento, o objeto possui:

A) energia cinética máxima

B) energia potencial nula

C) energia mecânica nula

D) energia cinética mínima

E) velocidade máxima

No ponto mais alto, a velocidade é zero.

Resposta: alternativa D.

⬆️ No topo: velocidade zero, energia potencial máxima.

Questão 12
Uma mola ideal armazena energia potencial elástica quando comprimida. Essa energia depende:

A) da massa

B) da gravidade

C) da velocidade

D) da deformação

E) do tempo

\[ E_{el} = \frac12 kx^2 \]

Resposta: alternativa D.

📐 Quanto maior a deformação, maior a energia elástica.

Questão 13
Um objeto sobe um plano inclinado com atrito. Comparado ao caso sem atrito, sua energia mecânica:

A) aumenta

B) se conserva

C) diminui

D) dobra

E) permanece nula

O atrito dissipa parte da energia.

Resposta: alternativa C.

⚠️ Sempre que há atrito, a energia mecânica não se conserva.

Questão 14
O trabalho realizado por uma força perpendicular ao deslocamento de um corpo é:

A) positivo

B) negativo

C) máximo

D) variável

E) nulo

\[ W = F \cdot d \cdot \cos 90^\circ = 0 \]

Resposta: alternativa E.

🧭 A força normal não realiza trabalho.

Questão 15
Em um sistema sem atrito, a soma da energia cinética com a energia potencial permanece:

A) crescente

B) decrescente

C) variável

D) constante

E) nula

Definição de conservação da energia mecânica.

Resposta: alternativa D.

🎯 Tema clássico do ENEM: conservação da energia.

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Halliday, Resnick & Walker – Fundamentos de Física
Young & Freedman – Física Universitária
Hewitt – Física Conceitual
Material didático e orientações do Professor Lucas – Blog Professor de Ciências

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