Energia mecânica: exercícios com gabarito comentado

Esta lista reúne exercícios de energia mecânica com gabarito comentado para revisar trabalho, energia cinética, energia potencial gravitacional, energia potencial elástica e conservação da energia. As questões foram selecionadas de vestibulares e organizadas para ajudar na preparação para provas, ENEM e concursos.

Antes de resolver cada exercício, identifique o sistema estudado, escolha um nível de referência para a energia potencial e verifique se existem forças dissipativas, como o atrito. Quando apenas forças conservativas realizam trabalho, a energia mecânica permanece constante.

Conteúdo revisado em 26 de setembro de 2026.

Resumo rápido: energia mecânica é a soma das energias cinética e potencial. Em sistemas conservativos, a energia pode mudar de forma, mas o valor total permanece constante.

Fórmulas de energia mecânica

Grandeza	Fórmula	Unidade no SI
Trabalho de uma força paralela	W = F · d	joule (J)
Energia cinética	Ec = m · v²/2	joule (J)
Energia potencial gravitacional	Epg = m · g · h	joule (J)
Energia potencial elástica	Eel = k · x²/2	joule (J)
Energia mecânica	Em = Ec + Ep	joule (J)
Sistema conservativo	Emi = Emf	—
Forças não conservativas	Wnc = ΔEm	joule (J)

Como resolver exercícios de energia mecânica

1. Identifique as formas de energia presentes no início e no fim do movimento.
2. Escolha o nível em que a energia potencial gravitacional será considerada nula.
3. Verifique se há atrito ou outra força dissipativa.
4. Use a conservação da energia quando o sistema for conservativo.
5. Confira se massa, velocidade, altura e deformação estão nas unidades do Sistema Internacional.

Exercícios sobre energia mecânica

Nível básico

1. (Faap) Um trator utilizado para lavrar a terra arrasta um arado com uma força constante de 10.000 N. Que trabalho é realizado em um percurso de 200 m, considerando a força paralela ao deslocamento?

a) 20 · 10⁶ J
b) 200 · 10⁶ J
c) 50 J
d) 500 J
e) 2 · 10⁶ J

2. (Fei) Um corpo de massa 5 kg é retirado de um ponto A e levado para um ponto B, distante 40 m na horizontal e 30 m na vertical em relação a A. Adote g = 10 m/s². Qual é o módulo do trabalho realizado pela força peso?

a) 2.500 J
b) 2.000 J
c) 900 J
d) 500 J
e) 1.500 J

3. (Unitau) Uma partícula de massa 10 g apresenta componentes de velocidade v_x = 4 m/s e v_y = 2 m/s. Qual é sua energia cinética?

a) 0,10 J
b) 0,18 J
c) 100 J
d) 180 J
e) 190 J

4. (Cesgranrio) Um corpo de massa 2 kg é lançado verticalmente para cima com velocidade inicial de 30 m/s. Despreze a resistência do ar e adote g = 10 m/s². Quando o corpo estiver a um terço da altura máxima, qual será a razão entre sua energia cinética e sua energia potencial gravitacional?

a) 3
b) 2
c) 1
d) 1/2
e) 1/3

5. (Fatec) Um bloco de massa 400 g parte do repouso no ponto A e desce, sem atrito, por uma pista que corresponde a um quadrante de circunferência de raio R = 1 m. Ao atingir o ponto B, comprime uma mola de constante elástica k = 200 N/m. Adote g = 10 m/s². A deformação máxima da mola é:

a) 40 cm
b) 20 cm
c) 10 cm
d) 4 cm
e) 2 cm

Nível intermediário

6. (Fuvest) Uma pedra de massa 0,10 kg é lançada verticalmente para cima com energia cinética inicial de 20 J. Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s², qual é a altura máxima atingida?

a) 10 m
b) 15 m
c) 20 m
d) 1 m
e) 0,2 m

7. (Fuvest) O rótulo de um alimento informa que 100 g de leite fornecem 1.509 kJ. Uma pessoa consome 400 g desse leite. Suponha que toda essa energia seja convertida em energia potencial gravitacional para elevar um corpo de 10 kg. Adote g = 10 m/s². Qual seria aproximadamente a altura atingida?

a) 25 cm
b) 15 m
c) 400 m
d) 2 km
e) 60 km

8. (UEL) Um corpo de massa 6 kg possui, em determinado ponto de sua trajetória, energia potencial gravitacional de 2,5 · 10³ J e energia cinética de 2,0 · 10² J. Desprezando forças dissipativas, qual será sua velocidade ao atingir o solo, onde a energia potencial é nula?

a) 10 m/s
b) 20 m/s
c) 30 m/s
d) 40 m/s
e) 50 m/s

9. (Unitau) Quando um objeto está em queda livre, desprezando a resistência do ar:

a) sua energia cinética se conserva.
b) sua energia potencial gravitacional se conserva.
c) não há mudança de sua energia total.
d) a energia cinética se transforma em energia potencial.
e) nenhum trabalho é realizado sobre o objeto.

10. (Mackenzie) Um corpo de massa 1 kg é abandonado de uma altura de 10 m. Ao colidir com o solo, perde 28 J de energia mecânica e volta a subir. Despreze a resistência do ar e adote g = 10 m/s². Qual é a altura máxima atingida após a colisão?

a) 2,8 m
b) 4,2 m
c) 5,6 m
d) 6,8 m
e) 7,2 m

Nível avançado

11. (PUC-MG) Um corpo de massa constante move-se ao longo do eixo x. O gráfico representa sua posição em função do tempo. Comparando as energias cinéticas nos pontos A, B e C, é correto afirmar que:

a) E_A = E_B e E_C = 0.
b) E_A < E_B e E_C = 0.
c) E_A > E_B e E_C = 0.
d) E_A = E_B = E_C.
e) E_A < E_B < E_C.

12. (UEL) Um bloco de massa 0,50 kg passa pelo ponto A com velocidade de 2,0 m/s e chega ao ponto B com velocidade de 6,0 m/s. Entre A e B existe uma diferença de altura de 3,0 m. Adote g = 10 m/s². Qual é o trabalho realizado pela força de atrito no percurso?

a) 8 J
b) 7 J
c) −4 J
d) −7 J
e) −8 J

13. (UFRGS) Um corpo de massa 4 kg encontra-se no ponto A, a 10 m do solo, e desce até o ponto B, a 4 m do solo. Adote g = 10 m/s². Os valores da energia potencial gravitacional em A, da energia potencial gravitacional em B e do trabalho realizado pela força peso entre A e B são, respectivamente:

a) 40 J, 16 J e 24 J.
b) 40 J, 16 J e 56 J.
c) 400 J, 160 J e 240 J.
d) 400 J, 160 J e 560 J.
e) 400 J, 240 J e 560 J.

14. (Unirio) Se a velocidade de um corpo de massa constante dobrar, sua energia cinética:

a) reduz-se a um quarto do valor inicial.
b) reduz-se à metade.
c) fica multiplicada por √2.
d) duplica.
e) quadruplica.

Questão complementar: conversão de energia

15. Sabendo que 1 cal = 4,18 J, a quantidade de 1.045 J corresponde aproximadamente a:

a) 418 kcal
b) 250 kcal
c) 41,8 kcal
d) 2,5 kcal
e) 0,25 kcal

Gabarito comentado

1. Alternativa E. Como a força é paralela ao deslocamento, W = F · d. Assim, W = 10.000 · 200 = 2,0 · 10⁶ J.

2. Alternativa E. O trabalho da força peso depende apenas da variação vertical. Seu módulo é |W_p| = m · g · Δh = 5 · 10 · 30 = 1.500 J. A distância horizontal não altera esse resultado.

3. Alternativa A. Primeiro calculamos o quadrado da velocidade resultante: v² = v_x² + v_y² = 4² + 2² = 20. Como m = 10 g = 0,010 kg, E_c = m · v²/2 = 0,010 · 20/2 = 0,10 J.

4. Alternativa B. Na altura máxima H, toda a energia é potencial: E = m · g · H. Em h = H/3, a energia potencial vale E/3 e a energia cinética vale 2E/3. Portanto, E_c/E_p = (2E/3)/(E/3) = 2.

5. Alternativa B. A energia potencial gravitacional transforma-se em energia potencial elástica: m · g · R = k · x²/2. Substituindo os valores, 0,4 · 10 · 1 = 200 · x²/2. Logo, x² = 0,04 e x = 0,20 m = 20 cm.

6. Alternativa C. No ponto mais alto, a energia cinética inicial foi convertida em energia potencial gravitacional: 20 = 0,10 · 10 · h. Portanto, h = 20 m.

7. Alternativa E. Para 400 g, a energia fornecida é quatro vezes maior: E = 4 · 1.509 kJ = 6.036 kJ = 6,036 · 10⁶ J. Como E = m · g · h, h = 6,036 · 10⁶/(10 · 10) = 60.360 m, aproximadamente 60 km.

8. Alternativa C. A energia mecânica inicial é E_m = 2.500 + 200 = 2.700 J. No solo, toda essa energia é cinética: 6 · v²/2 = 2.700. Assim, 3v² = 2.700, v² = 900 e v = 30 m/s.

9. Alternativa C. Sem resistência do ar, a energia potencial gravitacional diminui enquanto a energia cinética aumenta na mesma proporção. Por isso, a energia mecânica total permanece constante.

10. Alternativa E. Antes da queda, E_m = m · g · h = 1 · 10 · 10 = 100 J. Após perder 28 J na colisão, restam 72 J. No ponto mais alto do retorno, 72 = 1 · 10 · h, resultando em h = 7,2 m.

11. Alternativa C. Em um gráfico de posição por tempo, a inclinação da curva representa a velocidade. A inclinação diminui de A para B e torna-se nula em C. Como E_c é proporcional a v², temos E_A > E_B e E_C = 0.

12. Alternativa D. O trabalho do atrito é igual à variação da energia mecânica. A variação cinética é ΔE_c = 0,50 · (6² − 2²)/2 = 8 J. A variação potencial é ΔE_p = 0,50 · 10 · (−3) = −15 J. Logo, W_at = 8 − 15 = −7 J.

13. Alternativa C. Em A: E_pA = 4 · 10 · 10 = 400 J. Em B: E_pB = 4 · 10 · 4 = 160 J. O trabalho da força peso corresponde à redução da energia potencial: W_p = 400 − 160 = 240 J.

14. Alternativa E. A energia cinética é proporcional ao quadrado da velocidade. Se v dobra, E_c é multiplicada por 2² = 4. Portanto, ela quadruplica.

15. Alternativa E. Convertendo joules em calorias: 1.045/4,18 = 250 cal. Como 1 kcal = 1.000 cal, temos 250 cal = 0,25 kcal.

Continue sua revisão: veja também o guia O que mais cai em Física no ENEM e organize seus estudos pelos temas mais frequentes.

Dúvidas frequentes

O que é energia mecânica?

Energia mecânica é a soma da energia cinética com as energias potenciais presentes no sistema. Em muitos problemas, escrevemos E_m = E_c + E_pg + E_el.

Quando a energia mecânica é conservada?

A energia mecânica é conservada quando somente forças conservativas, como a força gravitacional e a força elástica, realizam trabalho. Nessa situação, a energia muda de forma, mas o total permanece constante.

Qual é a diferença entre energia cinética e potencial?

A energia cinética está associada ao movimento e depende da massa e da velocidade. A energia potencial está associada à posição ou à configuração do sistema, como a altura de um corpo ou a deformação de uma mola.

O que acontece com a energia mecânica quando existe atrito?

O atrito transforma parte da energia mecânica em outras formas de energia, principalmente energia térmica. Por isso, a energia mecânica diminui, embora a energia total do sistema continue obedecendo ao princípio de conservação.

Como saber qual fórmula usar?

Observe quais informações aparecem no enunciado. Velocidade indica energia cinética; altura indica energia potencial gravitacional; deformação de mola indica energia potencial elástica. Se o problema compara dois pontos sem atrito, normalmente a conservação da energia mecânica é o caminho mais direto.

Energia mecânica costuma aparecer no ENEM?

Sim. O tema costuma surgir em situações envolvendo quedas, rampas, montanhas-russas, molas, frenagens e transformações de energia. A interpretação do enunciado geralmente é tão importante quanto o cálculo.

Para continuar praticando, resolva também os exercícios de movimento circular uniforme. A questão complementar de conversão de energia também serve de preparação para a lista de calorimetria e calor latente.