São Camilo 2014 — questão 56 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanta energia mecânica se perdeu (virou calor, som etc.) na descida.

Passo 1 — a energia mecânica no alto. O corpo parte do repouso, então só tem energia potencial gravitacional (tomando o chão como nível zero):

$$E_A = m\,g\,h = 100 \times 10 \times 50$$

$$E_A = 50\,000\ \text{J} = 50\ \text{kJ}$$

Passo 2 — a energia mecânica embaixo. No chão a energia potencial é zero; sobra a cinética:

$$E_B = \frac{m\,v^2}{2} = \frac{100 \times 20^2}{2}$$

$$E_B = 20\,000\ \text{J} = 20\ \text{kJ}$$

Passo 3 — a diferença é a energia dissipada:

$$E_{\text{diss}} = 50 - 20 = 30\ \text{kJ}$$

Conferindo: sem atrito, toda a energia potencial viraria cinética e o corpo chegaria a $\sqrt{2gh} = \sqrt{1\,000} \approx 31{,}6$ m/s. Ele chegou só a 20 m/s: houve perda, como esperado.

⚠️ A armadilha: responder a energia cinética final, 20 kJ (alternativa C). Ela é a energia que sobrou, não a que se perdeu.

A ideia em uma frase: energia dissipada é a energia mecânica do início menos a do fim.

Resposta: alternativa D (30 kJ).