UFRGS 2012 — questão 7 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade do objeto no ponto mais alto da trajetória.

Passo 1 — a energia mecânica se conserva. Sem resistência do ar, só o peso realiza trabalho, e a energia mecânica fica 20 J o tempo todo. No ponto mais alto, a parte potencial é 7,5 J; o resto é cinética:

$$E_c = 20 - 7{,}5 = 12{,}5\ \text{J}$$

Passo 2 — a velocidade:

$$\frac{m v^2}{2} = 12{,}5 \;\Rightarrow\; v^2 = \frac{2 \times 12{,}5}{1{,}0}$$

$$v^2 = 25 \;\Rightarrow\; v = 5{,}0\ \text{m/s}$$

Por que não é zero: o lançamento é oblíquo. No ponto mais alto, só a componente vertical da velocidade se anula; a horizontal continua. Se o lançamento fosse vertical, toda a energia viraria potencial no topo, e a potencial seria 20 J, não 7,5 J.

⚠️ A armadilha: marcar zero (alternativa A) por reflexo de “no ponto mais alto a velocidade é nula”. Outra: parar no valor 12,5 e marcar 12,5 m/s (alternativa D), confundindo energia cinética com velocidade.

A ideia em uma frase: energia mecânica conservada: o que não está na forma potencial está na cinética — e no topo de um lançamento oblíquo o objeto ainda se move.

Resposta: alternativa C (5,0 m/s).