LISTA DE EXERCÍCIOS - PROF. PEDRO RIBEIRO - TRABALHO DE UMA FORÇA

1. (Uepg 2021) Um motorista e seu carro perfazem uma massa de 2400 kg. Movimentando-se em uma estrada retilínea e horizontal, em determinado instante, o motorista aplica os freios durante 20 s, parando em um semáforo fechado. Sendo a força de frenagem aplicada igual a 480 N, assinale o que for correto.

01) A aceleração do carro, através dos freios, tem módulo igual a 2×10⁻² m/s².
02) O módulo da velocidade do carro, no instante em que foi indicada a frenagem, era de 4 m/s.
03) A distância percorrida pelo carro durante a frenagem foi de 40 m.
04) O trabalho executado sobre o carro pela força de frenagem foi de -1,92×10⁴ J, enquanto que o trabalho para frear peso foi nulo.

2. (Fampesp 2021) Em uma sessão de fisioterapia, um paciente executa um movimento lateral com a perna, alongando uma fita elástica, como mostra a figura. A variação da força elástica exercida pela fita sobre a perna é representada na elongação da fita, à direita pelo gráfico a seguir.

Suponha que a força aplicada pela fita seja sempre perpendicular à superfície da palma do paciente. No deslocamento da posição X, na qual a fita tem elongação 20 cm, até a posição Y, em que a fita tem elongação 40 cm, o valor absoluto do trabalho realizado pela força elástica da fita sobre a perna do paciente é igual a

a) 2,0 J.
b) 8,0 J.
c) 4,0 J.
d) 18 J.
e) 30 J.

3. (Uem-pas 2021) Os alimentos são processados pelo organismo e liberam a energia que utilizamos para as mais variadas atividades. A quantidade de energia liberada é característica para cada alimento. Analise a seguir a tabela de valor energético de alguns alimentos e assinale o que for correto. (Dado: 1 kcal ≈ 4,2 kJ).

Alimento | kJ/g
Vegetais verdes | 1,0
Batata frita | 24,0
Arroz | 15,0
Frango grelhado | 6,0
Sorvete | 11,0

01) A energia fornecida por 100 g de sorvete é a mesma de 1,1 kg de vegetais verdes.
02) 100 g de arroz fornecem energia de aproximadamente 35,7 kcal.
04) A diferença entre as energias liberadas por cada classe de alimentos está relacionada com a energia contida nas ligações químicas das substâncias que as compõem.
08) Quando os alimentos são processados pelo organismo se estabeleceu um processo endotérmico.
16) O frango grelhado fornece apenas 25% das calorias quando comparado à mesma quantidade em massa de batata frita.

Question

LISTA DE EXERCÍCIOS - PROF. PEDRO RIBEIRO - TRABALHO DE UMA FORÇA

1. (Uepg 2021) Um motorista e seu carro perfazem uma massa de 2400 kg. Movimentando-se em uma estrada retilínea e horizontal, em determinado instante, o motorista aplica os freios durante 20 s, parando em um semáforo fechado. Sendo a força de frenagem aplicada igual a 480 N, assinale o que for correto.

01) A aceleração do carro, através dos freios, tem módulo igual a 2×10⁻² m/s².
02) O módulo da velocidade do carro, no instante em que foi indicada a frenagem, era de 4 m/s.
03) A distância percorrida pelo carro durante a frenagem foi de 40 m.
04) O trabalho executado sobre o carro pela força de frenagem foi de -1,92×10⁴ J, enquanto que o trabalho para frear peso foi nulo.

2. (Fampesp 2021) Em uma sessão de fisioterapia, um paciente executa um movimento lateral com a perna, alongando uma fita elástica, como mostra a figura. A variação da força elástica exercida pela fita sobre a perna é representada na elongação da fita, à direita pelo gráfico a seguir.

Suponha que a força aplicada pela fita seja sempre perpendicular à superfície da palma do paciente. No deslocamento da posição X, na qual a fita tem elongação 20 cm, até a posição Y, em que a fita tem elongação 40 cm, o valor absoluto do trabalho realizado pela força elástica da fita sobre a perna do paciente é igual a

a) 2,0 J.
b) 8,0 J.
c) 4,0 J.
d) 18 J.
e) 30 J.

3. (Uem-pas 2021) Os alimentos são processados pelo organismo e liberam a energia que utilizamos para as mais variadas atividades. A quantidade de energia liberada é característica para cada alimento. Analise a seguir a tabela de valor energético de alguns alimentos e assinale o que for correto. (Dado: 1 kcal ≈ 4,2 kJ).

01) A energia fornecida por 100 g de sorvete é a mesma de 1,1 kg de vegetais verdes.
02) 100 g de arroz fornecem energia de aproximadamente 35,7 kcal.
04) A diferença entre as energias liberadas por cada classe de alimentos está relacionada com a energia contida nas ligações químicas das substâncias que as compõem.
08) Quando os alimentos são processados pelo organismo se estabeleceu um processo endotérmico.
16) O frango grelhado fornece apenas 25% das calorias quando comparado à mesma quantidade em massa de batata frita.

Accepted Answer

Claro! Vamos resolver os exercícios.

### 1. Exercício sobre o carro e a força de frenagem

**01)** Para calcular a aceleração ($a$), usamos a fórmula da segunda lei de Newton: $F = m \cdot a$.

$$ a = \frac{F}{m} = \frac{480 \, \text{N}}{2400 \, \text{kg}} = 0{,}2 \, \text{m/s}^2 $$

**02)** O módulo da velocidade do carro no instante em que foi aplicada a frenagem pode ser obtido usando a fórmula $v = u + at$, onde $u$ é a velocidade inicial e $t$ é o tempo.

Como a velocidade final é zero (o carro para), temos:

$$ 0 = v - (0{,}2 \, \text{m/s}^2 \times 20 \, \text{s}) $$
$$ v = 4 \, \text{m/s} $$

**04)** A distância percorrida pode ser calculada pela fórmula do movimento uniformemente acelerado: $s = ut + \frac{1}{2}at^2$.

$$ s = 4 \, \text{m/s} \times 20 \, \text{s} + \frac{1}{2} \times (-0{,}2 \, \text{m/s}^2) \times (20 \, \text{s})^2 $$
$$ s = 80 - 40 = 40 \, \text{m} $$

**08)** O trabalho realizado sobre o carro pela força de frenagem é dado por $W = F \cdot d$.

$$ W = -480 \, \text{N} \times 40 \, \text{m} = -19200 \, \text{J} $$

### 2. Exercício sobre a fita elástica

O trabalho realizado por uma força elástica é dado por $W = \frac{1}{2}k(x_f^2 - x_i^2)$.

Para encontrar $k$, usamos a relação $F = kx$. No gráfico, para $x = 0{,}6 \, \text{m}$, $F = 30 \, \text{N}$:

$$ k = \frac{F}{x} = \frac{30 \, \text{N}}{0{,}6 \, \text{m}} = 50 \, \text{N/m} $$

O trabalho entre $x_i = 0{,}2 \, \text{m}$ e $x_f = 0{,}6 \, \text{m}$ é:

$$ W = \frac{1}{2} \times 50 \, \text{N/m} \times ((0{,}6)^2 - (0{,}2)^2) $$
$$ W = 25 \times (0{,}36 - 0{,}04) $$
$$ W = 25 \times 0{,}32 = 8 \, \text{J} $$

**Resposta:** c) 8,0 J

### 3. Exercício sobre energia dos alimentos

**01)** 100 g de sorvete fornecem $1100 \, \text{kJ}$ enquanto 1,1 kg de vegetais verdes fornecem $1100 \, \text{kJ}$. Verdadeira.

**02)** 100 g de arroz fornecem $1500 \, \text{kJ}$. Convertendo para kcal:

$$ 1500 \, \text{kJ} \div 4{,}2 = 357{,}14 \, \text{kcal} $$

**04)** A diferença na energia liberada está relacionada à energia contida nas ligações químicas. Verdadeira.

**08)** Processamento de alimentos pelo organismo é exotérmico, não endotérmico. Falsa.

**16)** Comparando calorias: frango grelhado $6 \, \text{kJ/g}$ e batata frita $24 \, \text{kJ/g}$:

$$ \frac{6}{24} \times 100\% = 25\% $$

**Respostas corretas:** 01, 04, 16

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