Questão 4(1,0) : Um bloco de massa m sobe ao longo de um plano inclinado sem atrito. Neste processo, a variação da energia potencial gravitacional é:
(a) Positivo
(b) Negativo
(c) Nulo

Passo 1

O enunciado nos dá as seguintes informações e pedido:
  • Informação: Um bloco de massa m sobe ao longo de um plano inclinado sem atrito.
  • Pergunta: Qual é o sinal da variação da energia potencial gravitacional durante esse processo? As opções são:
    (a) Positivo
    (b) Negativo
    (c) Nulo

Passo 2

Conhecimento básico necessário (definição e fórmulas que vamos usar).
  • Perto da superfície da Terra a energia potencial gravitacional é dada por
U = m g h,
onde:
  • U é a energia potencial gravitacional,
  • m é a massa do corpo (sempre positiva),
  • g é a aceleração da gravidade (tomada como positiva, por exemplo g\approx 9{,}8\\ \text{m/s}^2),
  • h é a altura vertical do corpo medida em relação a uma referência escolhida.
  • Observação intuitiva: U mede “energia armazenada” por estar a uma certa altura; para subir algo é necessário fazer trabalho contra a gravidade, e isso aumenta U.

Passo 3

Como calcular a variação da energia potencial.
  • A variação entre um instante inicial e um final é
\Delta U = U_f - U_i = m g (h_f - h_i) = m g\,\Delta h,
onde \Delta h = h_f - h_i.
  • Interpretação do sinal:
    • Se \Delta h>0 então \Delta U>0.
    • Se \Delta h<0 então \Delta U<0.
    • Se \Delta h=0 então \Delta U=0.

Passo 4

Aplicando ao caso do enunciado.
  • O enunciado diz que o bloco “sobe” ao longo do plano inclinado. Subir significa que a coordenada vertical aumenta, logo h_f>h_i e portanto \Delta h>0.
  • Como m>0 e g>0, da fórmula \Delta U = m g\,\Delta h segue que \Delta U>0.

Passo 5

Exemplo numérico rápido para fixar a ideia.
  • Suponha m=2\\ \text{kg}, g=10\\ \text{m/s}^2, h_i=0, h_f=1\\ \text{m}. Então
\Delta U = m g (h_f-h_i)=2\cdot10\cdot1=20\\ \text{J},
um valor positivo. Isso ilustra que subir aumenta a energia potencial. (Se o bloco descesse, \Delta U seria negativo; se ficasse na mesma altura, \Delta U seria zero.)

Passo 6

Resumo final e ânimo.
  • Conclusão: subir aumenta a altura, e por isso a energia potencial gravitacional aumenta. Está tudo certo — você já entendeu a ideia principal que cai sempre nas provas. Respira, isso é direto!

Resposta

(a) Positivo

Exercícios relacionados