Estuda Enem

Esse é um daqueles conteúdos de Física que aparecem no ENEM com cara de cotidiano:

• subir escada,
• empurrar carrinho,
• levantar caixa,
• gasto de energia,
• potência de aparelhos,
• rendimento de máquinas,
• conta de luz.

A banca adora transformar trabalho, energia e potência em situações simples, mas cheias de interpretação.
A boa notícia é que, entendendo a lógica, você resolve muita coisa sem complicação.

Neste post, vamos ver:

• o que é trabalho em Física;
• o que é energia e os tipos mais cobrados;
• o que é potência;
• como isso aparece em situações reais;
• exercícios estilo ENEM com gabarito comentado.

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1. O que é trabalho em Física?

Na linguagem do dia a dia, “trabalho” é esforço.
Na Física, não basta fazer força.

Há trabalho quando uma força provoca deslocamento.

A fórmula mais simples é:$$\tau = F \cdot d$$

Onde:

• $\tau$ = trabalho
• $F$ = força
• $d$ = deslocamento

Unidade no SI:$$1\ joule (J) = 1\ newton \cdot metro$$

Exemplo simples

Se uma pessoa empurra uma caixa com força de 20 N por 3 m:$$\tau = 20 \cdot 3 = 60\ J$$

✅ O trabalho realizado foi de 60 J.

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2. Quando o trabalho é positivo, negativo ou nulo?

2.1. Trabalho positivo

Quando a força atua no mesmo sentido do movimento.

Exemplo:

• empurrar um carrinho para frente e ele andar para frente.

2.2. Trabalho negativo

Quando a força atua em sentido contrário ao movimento.

Exemplo:

• força de atrito em um objeto que desliza.

2.3. Trabalho nulo

Quando:

• não há deslocamento, ou
• a força é perpendicular ao movimento.

Exemplos:

• empurrar uma parede e ela não sair do lugar;
• carregar uma mochila em linha reta, na horizontal: a força que sustenta a mochila é vertical, mas o deslocamento é horizontal.

💡 Pegadinha clássica:
Fazer esforço não significa necessariamente realizar trabalho físico.

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3. Energia: a capacidade de realizar trabalho

Energia, em Física, é a capacidade de produzir transformações.

As formas mais cobradas no ENEM são:

• energia cinética
• energia potencial gravitacional
• energia mecânica
• às vezes, energia elástica

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4. Energia cinética

É a energia associada ao movimento.

Fórmula:$$E_c = \frac{m \cdot v^2}{2}$$

Onde:

• $m$ = massa
• $v$ = velocidade

O que isso mostra?

• se a velocidade aumenta, a energia cinética aumenta muito, porque a velocidade está ao quadrado;
• objetos mais pesados também têm maior energia cinética.

Exemplo

Um corpo de massa 4 kg move-se a 6 m/s:$$E_c = \frac{4 \cdot 6^2}{2}$$​ $$E_c = \frac{4 \cdot 36}{2} = \frac{144}{2} = 72\ J$$

✅ Energia cinética = 72 J

💡 No trânsito, isso explica por que aumentar a velocidade torna colisões muito mais perigosas.

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5. Energia potencial gravitacional

É a energia associada à altura.

Fórmula:$$E_{pg} = m \cdot g \cdot h$$Epg​=m⋅g⋅h

Onde:

• $m$ = massa
• $g$ = gravidade
• $h$ = altura

Exemplo

Uma caixa de 5 kg está a 4 m de altura. Considere $g = 10\ m/s^2$g=10 m/s2.$$E_{pg} = 5 \cdot 10 \cdot 4 = 200\ J$$

✅ Energia potencial gravitacional = 200 J

💡 Quanto mais alto o objeto estiver, maior sua energia potencial.

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6. Energia mecânica

A energia mecânica é a soma da:

• energia cinética
• energia potencial

$$E_m = E_c + E_p$$

Em muitos problemas ideais, sem perdas por atrito, a energia mecânica se conserva.

Exemplo clássico

Uma bola no alto tem muita energia potencial e pouca cinética.
Ao cair:

• a energia potencial diminui,
• a energia cinética aumenta.

A soma pode continuar a mesma, se desprezarmos perdas.

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7. Potência: fazer mais rápido ou gastar mais energia por tempo

Potência mede a rapidez com que o trabalho é realizado ou a rapidez com que a energia é transformada.

Fórmula:$$P = \frac{\tau}{\Delta t}$$

ou$$P = \frac{E}{\Delta t}$$

Onde:

• $P$ = potência
• $\tau$ = trabalho
• $E$ = energia
• $\Delta t$ = tempo

Unidade:$$1\ watt (W) = 1\ joule/segundo$$

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8. Exemplo de potência no cotidiano

Duas pessoas sobem a mesma escada, atingindo a mesma altura.

• As duas realizam o mesmo trabalho contra a gravidade.
• A que sobe em menos tempo desenvolve maior potência.

💡 Isso é muito cobrado:

potência não significa necessariamente “mais trabalho”, e sim trabalho em menos tempo.

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9. Potência elétrica no dia a dia

Aparelhos têm potência indicada em watts:

• chuveiro
• secador
• ferro elétrico
• micro-ondas

Quanto maior a potência:

• mais energia ele transforma por segundo;
• geralmente, maior o consumo em menos tempo.

Exemplo

Um aparelho de 1000 W consome:$$1000\ J/s$$

Ou seja, transforma 1000 joules de energia por segundo.

No cotidiano, isso ajuda a entender:

• por que o chuveiro consome tanto;
• por que aparelhos potentes aquecem ou funcionam mais rapidamente.

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10. Trabalho, energia e potência em questões “vida real”

10.1. Subir escada

• trabalho contra a gravidade
• energia potencial gravitacional aumenta
• potência depende do tempo

10.2. Empurrar carrinho

• força + deslocamento = trabalho
• atrito pode realizar trabalho negativo

10.3. Guindaste levantando carga

• aumento da energia potencial
• potência do motor depende do tempo de elevação

10.4. Veículos em movimento

• energia cinética
• frenagem e atrito
• segurança no trânsito

10.5. Conta de luz e aparelhos

• potência elétrica
• consumo energético
• uso consciente de energia

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11. Erros mais comuns

Confundir força com trabalho

Só existe trabalho se houver deslocamento.

Confundir potência com energia

• energia = quantidade
• potência = rapidez

Esquecer que velocidade está ao quadrado na energia cinética

Se a velocidade dobra, a energia cinética não dobra: ela quadruplica.

Achar que subir mais rápido muda o trabalho

Se a massa e a altura forem as mesmas, o trabalho é o mesmo.
O que muda é a potência.

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12. Resumo-relâmpago

Trabalho

$$\tau = F \cdot d$$

Energia cinética

$$E_c = \frac{m \cdot v^2}{2}$$​

Energia potencial gravitacional

$$E_{pg} = m \cdot g \cdot h$$

Potência

$$P = \frac{\tau}{\Delta t}$$

ou$$P = \frac{E}{\Delta t}$$​

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Exercícios estilo ENEM — Trabalho, energia e potência

Questão 1

Uma pessoa empurra uma caixa com força horizontal de 30 N, deslocando-a 4 m no mesmo sentido da força. O trabalho realizado é:

A) 7,5 J
B) 26 J
C) 34 J
D) 120 J
E) 240 J

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Questão 2

Um corpo de massa 2 kg move-se com velocidade de 10 m/s. Sua energia cinética é:

A) 10 J
B) 20 J
C) 50 J
D) 100 J
E) 200 J

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Questão 3

Uma mochila de 6 kg é colocada sobre uma prateleira a 2 m de altura. Considere $g = 10\ m/s^2$. A energia potencial gravitacional da mochila, em relação ao chão, é:

A) 12 J
B) 30 J
C) 60 J
D) 120 J
E) 240 J

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Questão 4

Dois estudantes sobem a mesma escada, atingindo a mesma altura. O estudante A leva 4 s, e o estudante B leva 8 s. Sobre o trabalho e a potência desenvolvidos, pode-se afirmar que:

A) A realiza mais trabalho e mais potência.
B) B realiza mais trabalho e mais potência.
C) Ambos realizam o mesmo trabalho, mas A desenvolve maior potência.
D) Ambos realizam a mesma potência, mas A realiza mais trabalho.
E) O trabalho depende apenas do tempo gasto.

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Questão 5

Um elevador transporta uma carga e realiza um trabalho de 6000 J em 20 s. A potência média desenvolvida é:

A) 30 W
B) 120 W
C) 300 W
D) 600 W
E) 1200 W

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Gabarito comentado

Questão 1 — alternativa D

$$\tau = F \cdot d = 30 \cdot 4 = 120\ J$$

✅ Resposta: 120 J

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Questão 2 — alternativa D

$$E_c = \frac{m \cdot v^2}{2}$$$$E_c = \frac{2 \cdot 10^2}{2} = \frac{2 \cdot 100}{2} = 100\ J$$

✅ Resposta: 100 J

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Questão 3 — alternativa D

$$E_{pg} = m \cdot g \cdot h$$ $$E_{pg} = 6 \cdot 10 \cdot 2 = 120\ J$$

✅ Resposta: 120 J

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Questão 4 — alternativa C

Os dois sobem a mesma altura com massas equivalentes no mesmo contexto, então realizam o mesmo trabalho contra a gravidade.

Mas A sobe em menos tempo, então:$$P = \frac{\tau}{\Delta t}$$

Menor tempo → maior potência.

✅ Resposta: C

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Questão 5 — alternativa C

$$P = \frac{\tau}{\Delta t} = \frac{6000}{20} = 300\ W$$

✅ Resposta: 300 W

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