Questão 64 da UFG 2026

Question

Uma equipe de estudantes de Engenharia idealizou um dispositivo mecânico de recuperação de energia para ser utilizado como auxiliar do sistema de frenagem de caminhões. Esse dispositivo é constituído de um rotor cilíndrico de massa m e raio R = 20\text{ cm}. O rotor é acionado por um sistema de engrenagens que o conecta ao eixo de rodagem do caminhão e, se ativado, o rotor passa a girar e absorve parte da energia cinética do caminhão. A energia cinética de rotação do rotor é dada por E = mR^2\omega^2/4, em que \omega é a velocidade angular do rotor em \text{rad/s}. Devido à resistência mecânica do material de que o rotor é feito, a velocidade angular deve ser limitada a 300\text{ rad/s}. Para que o rotor absorva 10\% da energia cinética de um caminhão à velocidade de 72\text{ km/h}, a razão da massa do caminhão pela massa do rotor deve ser

A
180.
B
45.
C
1,8.
D
0,45.
E
0,20.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 64 da UFG 2026

Prova objetiva · Ciências da Natureza · Física: Energia mecânica e sua conservação

Uma equipe de estudantes de Engenharia idealizou um dispositivo mecânico de recuperação de energia para ser utilizado como auxiliar do sistema de frenagem de caminhões. Esse dispositivo é constituído de um rotor cilíndrico de massa m e raio R = 20\text{ cm}. O rotor é acionado por um sistema de engrenagens que o conecta ao eixo de rodagem do caminhão e, se ativado, o rotor passa a girar e absorve parte da energia cinética do caminhão. A energia cinética de rotação do rotor é dada por E = mR^2\omega^2/4, em que \omega é a velocidade angular do rotor em \text{rad/s}. Devido à resistência mecânica do material de que o rotor é feito, a velocidade angular deve ser limitada a 300\text{ rad/s}. Para que o rotor absorva 10\% da energia cinética de um caminhão à velocidade de 72\text{ km/h}, a razão da massa do caminhão pela massa do rotor deve ser

A
180.
B
45.
C
1,8.
D
0,45.
E
0,20.

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Resolução comentada

A ideia é igualar a energia absorvida pelo rotor a 10% da energia cinética do caminhão, usando a velocidade angular máxima.

Dados: R = 0{,}2\ \text{m}, \omega = 300\ \text{rad/s} e v = 72\ \text{km/h} = 20\ \text{m/s}.

Energia do rotor:
E_r = \frac{m R^2\omega^2}{4} = \frac{m\,(0{,}2)^2(300)^2}{4} = \frac{m\cdot 0{,}04\cdot 90000}{4} = 900\,m
Energia cinética do caminhão, de massa M:
E_c = \frac{M v^2}{2} = \frac{M\cdot 400}{2} = 200\,M
O rotor deve absorver 10% de E_c:
900\,m = 0{,}1\cdot 200\,M = 20\,M
Razão entre as massas:
\frac{M}{m} = \frac{900}{20} = 45

O caminhão precisa ter 45 vezes a massa do rotor.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

AEsquece o fator 10% ou erra a conta, obtendo 900/5 = 180 (por exemplo, usando E_c = Mv^2 sem o 1/2 e ainda errando a porcentagem).
CValor sem relação com a conta correta; resulta de erro de potência de dez nos dados (R em cm, por exemplo).
DInverte a razão e erra a escala, obtendo valor menor que 1.
EValor pequeno por inverter a razão ou errar a conversão de unidades.

Assunto: Energia mecânica e sua conservação.

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Questão 64 no caderno Vespertino da UFG 2026

Fonte: UFG 2026 · Vespertino. Prova oficial ↗