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Energia Mecânica — Conceito, Exemplos e Exercícios (Ensino Médio)

Objetivo: Este post apresenta o conceito de Energia Mecânica, mostra exemplos resolvidos e propõe exercícios para fixação. Indicado para estudantes do Ensino Médio e para quem se prepara para o ENEM e vestibulares.

O que é Energia Mecânica?

A Energia Mecânica de um corpo é a soma da sua energia cinética (associada ao movimento) e da sua energia potencial (associada à posição).
Matematicamente:

E_M = E_C + E_P

• Energia Cinética: E_C = ½ · m · v²
• Energia Potencial Gravitacional: E_P = m · g · h
• Energia Potencial Elástica: E_P = ½ · k · x²

Figura 1 – Transformação de energia em um pêndulo simples.

Exemplo Resolvido

Um corpo de 2 kg é lançado verticalmente para cima com velocidade de 10 m/s. Considere g = 10 m/s².

Solução:

• Energia Cinética inicial: E_C = ½·2·10² = 100 J
• No ponto mais alto, a velocidade é zero → E_C = 0, e toda a energia é potencial.
• Energia Potencial máxima: E_P = 100 J

Assim, a energia mecânica se conserva: E_M = 100 J em todo o movimento.

Note que, na ausência de forças dissipativas (como o atrito), a energia mecânica total se mantém constante.

Exercícios de Fixação

1. Um objeto de 1 kg é solto a 5 m de altura. Qual a energia mecânica do sistema? (g = 10 m/s²)
2. Uma mola de constante k = 200 N/m é comprimida 0,1 m. Qual a energia potencial armazenada?
3. Um carro de 800 kg se move a 20 m/s. Calcule a energia cinética.

Gabarito

1. E = m·g·h = 1·10·5 = 50 J
2. E = ½·k·x² = ½·200·(0,1)² = 1 J
3. E = ½·800·20² = 160.000 J

Estude Também

• Energia Cinética — Exercícios Resolvidos
• Energia Potencial — Exemplos e Questões

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