Conservação da Energia, Trabalho, Massa e Energia – Atividade de Física PDF imprimir

Atualizado em 13/08/2026
Atividades de Física

Atividade de Física sobre Conservação da Energia, Trabalho e equivalência Massa-Energia para o 1º Ano do Ensino Médio, com gabarito. Atividades envolvendo cálculo de energia cinética, energia potencial, trabalho mecânico e a equação de Einstein (E=mc²). Material didático estruturado para professores otimizarem o planejamento de aulas em conformidade com as diretrizes da BNCC e do RCRO. Baixe, imprima e utilize este conteúdo para testar o raciocínio algébrico dos alunos com situações práticas de transformações energéticas. Resolução e Gabarito no final da página.

Conservação da Energia, Trabalho, Massa e Energia

1)
Com base nas forças que realizam Trabalho ao longo desse deslocamento:
a) Calcule o Trabalho ($\tau$) realizado pela força motora $F$.




b) Calcule o Trabalho ($\tau_{at}$) realizado pela força de atrito.


2)
Um guindaste de obras aplica uma força constante de 2.500 N para erguer um bloco de concreto de forma perfeitamente vertical até uma altura de 12 metros. Qual é o valor do Trabalho mecânico realizado pelo motor do guindaste nessa tarefa?

A) 30.000 J

B) 25.000 J

C) 12.000 J

D) 2.500 J

3)
Aplicando a Conservação da Energia Mecânica:
a) Calcule a Energia Potencial Gravitacional do corpo no Ponto A.




b) Calcule a velocidade de impacto com a qual a esfera atinge o solo no Ponto B.



4)
Um veículo esportivo compacto possui uma massa total de 1000 kg. Ele trafega por uma rodovia com uma velocidade constante de 30 m/s. Qual é a quantidade de Energia Cinética que esse veículo possui em movimento?

A) 30.000 J

B) 900.000 J

C) 450.000 J

D) 15.000 J

5)
Com base no sistema conservativo da montanha-russa:
a) Calcule a Energia Mecânica total do carrinho no Ponto A.




b) Calcule a velocidade atingida pelo carrinho ao passar pelo Ponto B.


6)
Analise as afirmações abaixo sobre Trabalho e Conservação da Energia, marcando (V) para verdadeiro ou (F) para falso:

(                        ) O Trabalho realizado por uma força é uma grandeza física vetorial, possuindo módulo, direção e sentido.
(                        ) Pelo Princípio da Conservação da Energia, em um sistema livre de atrito e resistência do ar, a Energia Mecânica total permanece constante.
(                        ) A equação $E = mc^2$ demonstra que massa e energia são grandezas equivalentes e que podem ser convertidas uma na outra.
(                        ) O Trabalho de uma força que atua de forma perpendicular (90°) ao sentido do deslocamento de um corpo atinge seu valor máximo.
(                        )A Energia Cinética de um corpo em movimento é diretamente proporcional ao quadrado de sua velocidade.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:

A) F - V - F - F - V

B) V - F - V - V - F

C) F - V - V - F - V

D) V - V - F - F - V

7)
Relacione a primeira coluna com as grandezas e os princípios físicos correspondentes na segunda coluna:

(1) Energia Cinética
(2) Trabalho
(3) Energia Potencial Gravitacional
(4) Princípio da Conservação da Energia
(5) Massa-Energia ($E=mc^2$)

(                        ) Energia armazenada em um corpo devido à sua altura em relação a um referencial no solo.
(                        ) Postulado que afirma que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada.
(                        ) Forma de energia associada diretamente ao estado de movimento (velocidade) de um corpo.
(                        ) Equação que descreve a incrível quantidade de energia contida na massa de repouso de um corpo.
(                        ) Grandeza física que mede a energia transferida a um corpo pela aplicação de uma força ao longo de um deslocamento.
A sequência correta de preenchimento é:

A) 3 - 5 - 1 - 4 - 2

B) 2 - 4 - 3 - 5 - 1

C) 4 - 2 - 1 - 5 - 3

D) 3 - 4 - 1 - 5 - 2

8)
Para entender a geração de energia em matrizes hídricas locais, imagine que um volume de água equivalente a uma massa de 5.000 kg sofra uma queda vertical de 30 metros de altura em direção às turbinas de uma usina. Adotando $g = 10 \, m/s^2$, calcule a Energia Potencial Gravitacional disponível nessa massa de água antes da queda.

A) 150.000 J

B) 500.000 J

C) 1.500.000 J

D) 3.000.000 J

9)
Um bloco de massa 4 kg encontra-se inicialmente em repouso sobre uma mesa de gelo (sem atrito). Uma força resultante horizontal passa a atuar sobre ele e realiza um Trabalho total de 800 J. Qual será a velocidade atingida pelo bloco graças a esse trabalho motor?

A) 10 m/s

B) 20 m/s

C) 200 m/s

D) 400 m/s

10)
Um skatista, cuja massa junto com o skate é de 60 kg, desce uma pista em formato de "U" (Halfpipe). Desprezando os atritos, se ele abandona a borda da pista a partir do repouso de uma altura de 3,2 metros, qual será a sua velocidade ao passar pelo ponto mais baixo da rampa ($h=0$)? (Adote $g = 10 \, m/s^2$)

A) 4 m/s

B) 6 m/s

C) 8 m/s

Questão 1:

a)
$\tau = 50 \cdot 10$
$\tau = 500$

b)
$\tau_{at} = -15 \cdot 10$
$\tau_{at} = -150$

Questão 2: A

Questão 3:

a)
$E_{pA} = 2 \cdot 10 \cdot 5$
$E_{pA} = 100$

b)
$100 = \frac{2 \cdot v^2}{2}$
$100 = 1 \cdot v^2$
$v^2 = 100$
$v = 10$

Questão 4: C

Questão 5:

a)
$E_M = 400 \cdot 10 \cdot 20$
$E_M = 80000$

b)
$80000 = \frac{400 \cdot v^2}{2}$
$80000 = 200 \cdot v^2$
$v^2 = \frac{80000}{200}$
$v^2 = 400$
$v = 20$

Questão 6: C

Questão 7: D

Questão 8: C

Questão 9: B

Questão 10: C

Plano de Aula da Atividade

Plano de Aula: Física – Conservação da Energia, Trabalho, Massa e Energia

Séries:

1ª Série do Ensino Médio (Estudo do Trabalho mecânico, transformações energéticas e introdução à Física Moderna com a equivalência massa-energia).

Habilidades BNCC:

  • EM13CNT101: Analisar e representar as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de movimento e energia para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas.

  • EM13CNT204: Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos e das transformações de energia, aplicando as diretrizes da BNCC para contextualizar a geração e o uso da energia (ex: hidrelétricas locais e matriz energética).

  • EM13CNT301: Construir questões, interpretar modelos físicos (como montanhas-russas e sistemas isolados) e justificar matematicamente a conservação da energia e o trabalho motor.

Material de referência física

Objetivos do Conhecimento:

  • Trabalho de uma Força: Compreender o Trabalho ($\tau$) como a medida de transferência de energia causada por uma força ao longo de um deslocamento.

  • Energia Mecânica: Definir e calcular Energia Cinética ($E_c$) e Energia Potencial Gravitacional ($E_{pg}$).

  • Princípio da Conservação: Entender que, em sistemas isolados (livres de forças dissipativas como o atrito), a Energia Mecânica total inicial é igual à final.

  • Equivalência Massa e Energia: Introduzir o conceito revolucionário de Einstein ($E = mc^2$), compreendendo que a massa pode ser convertida em grandes quantidades de energia.

Objetivos da Aula:

  • Interpretar situações físicas extraindo dados de massa, velocidade e altura para calcular energias.

  • Aplicar o Princípio da Conservação da Energia Mecânica para descobrir a velocidade de corpos em queda ou em movimento sobre trilhos.

  • Resolver cálculos de conversão de massa em energia de repouso, substituindo valores na equação de Einstein com rigor no Sistema Internacional (SI).

Produzido por:

Cleiton Bentes

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