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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL DINÂMICA TRANSLACIONAL E ROTACIONAL Lista de problemas Trabalho e Energia 1 Para empurrar um caixote de 50 kg num piso sem atrito um operário aplica uma força de 210 N dirigida 20o acima da horizontal Se o caixote se desloca 3 m qual o trabalho executado sobre o caixote a pelo operário b pelo peso do caixote e c pela força normal exercida pelo piso sobre o caixote d Qual o trabalho total executado sobre o caixote e Se o caixote parte do repouso qual é a sua velocidade após deslocarse por 3 m R a 592 J b e c 0 d 592 J e 487 ms 2 Uma pessoa e sua bicicleta com massa total de 85 kg descem por uma pista em uma colina e atingem um trecho horizontal retilíneo da pista com uma velocidade inicial de 37 ms Se uma força desacelera até o repouso com uma taxa de 2 ms² a que intensidade F b que distância d elas percorrem até parar c Que trabalho W é realizado pela força R a 170 N b 34225 m c 58x104J 3 A única força atuante sobre um corpo de 2 kg quando ele se move no sentido positivo de um eixo x tem uma componente Fx 6x N com x em metros A velocidade do corpo em x 3 m é 8 ms a Qual é a velocidade do corpo em x 4 m b Em que valor positivo de x o corpo terá uma velocidade de 5 ms R a 656 ms b 469 m 4 Uma cabina de elevador carregada tem uma massa de 3000 kg e se desloca 210 m para cima em 23 s com velocidade constante Qual a taxa média com que a força do cabo do elevador realiza trabalho sobre a cabina a em W e b em HP R a 27x105 W b 360 HP 5 Um construtor de carros afirma que seu carro pode acelerar do repouso até 100 kmh em 8 s A massa do carro é de 800 kg a Admitindo que o motor do carro trabalhe a potência constante determinar a potência que o motor deveria ter b Que velocidade teria o carro 4 s depois da partida Desprezar a resistência do ar e o atrito R a 386 kW b 707 kmh 6 A potência da usina hidroelétrica de Itaipu é de 12 milhões de quilowatts a Expresse este valor em watts usando a notação de potência de 10 b Durante quanto tempo esta usina deve operar para realizar um trabalho de 240x109 J c Se a usina operar durante 10 minutos qual o trabalho total que ela seria capaz de realizar R a 12 x 1010 W b 20 s c 72 x 1012J 7 Uma máquina de Atwood simples veja a figura ao lado tem duas massas m1 e m2 Partindo do repouso a velocidade das duas massas é de 40 ms depois de 30 s Neste instante a energia cinética do sistema é de 80 J e cada massa se deslocou de 60 m Determine os valores de m1 e m2 R 568 kg e 432 kg 8 Um bloco de 250 g cai sobre uma mola vertical com uma constante elástica k 25 Ncm figura ao lado O bloco prendese à mola e esta sofre uma compressão de 12 cm antes de ficar momentaneamente parada Enquanto a mola está sendo comprimida qual é o trabalho realizado a Pela força gravitacional e b pela mola c Qual era a velocidade do bloco imediatamente antes dele se chocar com a mola d Se a velocidade for o dobro da encontrada em c qual a compressão da mola R a 0294 J b 18 J c 347 ms d 023 m 9 Um corpo de 3 kg escorrega sobre uma superfície sem atrito com velocidade de 7 ms Depois de escorregar 2 m o corpo começa a subir uma rampa sem atrito inclinada de 40 com a horizontal Qual a distância percorrida pelo corpo na rampa quando atinge a altura máxima R 389 m 10 Um corpo de massa m 2 kg e velocidade v 5 ms chocase com uma mola de constante elástica k 20000 Nm conforme a figura ao lado O corpo comprime a mola até parar a Qual é a energia potencial armazenada na mola b Calcule a variação de comprimento da mola R a 25 J b 005 11 Um objeto de 32 kg está a uma altura de 3 m acima do solo a Qual é a energia potencial do objeto se tomarmos o ponto de referência y 0 no nível do solo Se o objeto é solto em direção ao solo e o arrasto do ar sobre ele é desprezível quais são b a energia cinética e c a velocidade do objeto imediatamente antes de atingir o solo R a 94 J b 94 J c 77 ms 12 Um corpo de 2 kg é empurrado contra uma mola cuja constante elástica é 500 Nm comprimindoa 20 cm O corpo é liberado e a mola o projeta ao longo de uma superfície lisa e horizontal que termina numa rampa inclinada conforme a figura abaixo Qual é a altura atingida pelo corpo na rampa Use g 10 ms² R 05 m 13 Um bloco de massa m 2 kg é solto de uma altura h 40 cm sobre uma mola de constante elástica k 1960 Nm figura abaixo Determine o comprimento máximo que a mola é comprimida R 0089 m 14 A figura ao lado mostra uma pedra de 8 kg apoiada numa mola O peso da pedra faz com que a mola sofra uma compressão de 10 cm a Qual é a constante elástica da mola b A pedra é empurrada mais 30 cm para baixo e solta Qual a energia potencial da mola antes da pedra ser solta c A que altura será levantada a pedra acima do ponto em que se encontrava quando foi solta R a 784 Nm b 627 J c 080 m 15 Na beira de um terraço figura ao lado a 12 m do solo uma bola é chutada sob o ângulo de 60 com o plano horizontal e adquire uma velocidade inicial de 16 ms Desprezando os efeitos da resistência do ar calcular a a altura que a bola atinge em relação ao terraço e b a velocidade da bola no instante em que colide com o solo R a 979 m b 2216 ms 16 O sistema esquematizado na figura ao lado está inicialmente em repouso no instante em que a corda de baixo é cortada Os corpos estão inicialmente separados por uma distância de 1 m O corpo mais abaixo tem uma massa de 2 kg e o outro uma massa de 3 kg Calcular a velocidade dos dois corpos no instante em que estiverem na mesma altura R 140 ms 17 Um esquiador com massa de 60 kg deixa a extremidade de uma rampa de salto de esqui com uma velocidade de 24 ms dirigida 25 acima da horizontal Suponha que devido ao arrasto do ar o esquiador retorna ao solo com uma velocidade de 22 ms e 14 m verticalmente abaixo da extremidade da rampa Do início do salto até o retorno ao solo de quanto a energia mecânica do sistema esquiador Terra é reduzida devido ao arrasto do ar R 10992 kJ 18 Um disco de plástico de 75 g é arremessado de um ponto 11 m acima do solo com uma velocidade escalar de 12 ms Quando o disco atinge uma altura de 21 m sua velocidade é de 105 ms Qual a redução da energia mecânica do sistema discoTerra devido ao arrasto do ar R 053 J 19 Um bombeiro de 70 kg desliza a partir do repouso 43 m para baixo em um poste vertical a Se o bombeiro segura no poste suavemente de modo que a força de atrito exercida pelo poste sobre ele é desprezível qual é sua velocidade imediatamente antes de alcançar o solo b Se o bombeiro agarra o poste mais firmemente enquanto desliza de modo que a força de atrito média exercida sobre ele pelo poste é dirigida para cima e vale 500 N qual é sua velocidade imediatamente antes de alcançar o solo R a 918 ms b 478 ms 20 Uma bola de borracha de 2 kg de massa é abandonada em repouso da altura h 5 m caindo sobre o solo A energia perdida no choque é 20 J Calcule a altura atingida pela bola depois do choque Considere g 10 ms2 R 4 m 21 Uma bala de 30 g deslocandose horizontalmente com velocidade de 500 ms para após penetrar 12 cm em uma parede sólida a Qual é a variação na energia mecânica da bala b Qual é a intensidade da força média exercida pela parede ao parar a bala R a 3750 J b 31250 N 22 O corpo de 2 kg representado na figura abaixo escorrega pela superfície curva sem atrito partindo do repouso de uma altura de 3 m O corpo escorrega depois de 9 m sobre uma superfície horizontal áspera até ficar em repouso a Qual a velocidade do corpo no pé da superfície curva b Qual a energia dissipada pelo atrito c Qual o coeficiente de atrito entre o corpo e a superfície horizontal R a 767 ms b 589 J c 033 23 Na figura ao lado um bloco de massa m 25 kg desliza de encontro a uma mola de constante elástica k 320 Nm O bloco para após comprimir a mola por 75 cm O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o piso é 025 Enquanto o bloco está em contacto com a mola e sendo levado ao repouso quais são a O trabalho realizado pela força elástica b O aumento na energia térmica do sistema blocopiso c Qual é a velocidade do bloco imediatamente antes de ele atingir a mola R a 090 J b 046 J c 104 ms 24 Um objeto de 1 kg escorrega por uma pista com extremidades elevadas e uma parte plana central de comprimento L figura ao lado O atrito com as partes elevadas da pista é desprezível mas na parte plana o coeficiente de atrito cinético é μc 020 O objeto começa a descer a partir do repouso no ponto A que se encontra a uma altura h L2 acima da parte plana da pista a Quanto vale a energia mecânica inicial do objeto b Quanto vale a energia mecânica final deste objeto c Qual é a quantidade de energia mecânica dissipada pela força de atrito d Calcule a distância horizontal percorrida pelo objeto até parar R a gL2 b 0 c gL2 d 25 L 25 Um bloco com velocidade inicial v0 60 ms desliza por uma pista constituída por dois trechos planos e uma depressão intermediária figura ao lado O atrito entre a pista e o bloco é desprezível até que ele chegue ao segundo trecho plano cujo coeficiente de atrito cinético é μc 060 e onde percorre uma distância d antes de parar Determine o valor de d sabendo que a diferença de altura entre os dois trechos planos é h 11 m R 123 m Lista de questões teóricas 1 Durante a aula de educação física ao realizar um exercício um aluno levanta verticalmente um corpo com sua mão mantendo durante o movimento a velocidade constante Podese afirmar que o trabalho realizado pelo aluno é a positivo pois a força exercida pelo aluno atua na mesma direção e sentido oposto ao do movimento do corpo b positivo pois a força exercida pelo aluno atua na mesma direção e sentido do movimento do corpo c zero uma vez que o movimento tem velocidade constante d negativo pois a força exercida pelo aluno atua na mesma direção e sentido oposto ao do movimento do corpo e negativo pois a força exercida pelo aluno atua na mesma direção e sentido do movimento do corpo 2 Considere um corpo sendo arrastado com velocidade constante sobre uma superfície horizontal onde o atrito não é desprezível Considere as afirmações I II e III a respeito da situação descrita I O trabalho da força de atrito é nulo II O trabalho da força peso é nulo III A força que arrasta o corpo é nula A afirmação está INCORRETA em a I apenas b I e III apenas c II apenas d I II e III 3 Um pequeno objeto de 100 g é abandonado do alto de uma pista em um local no qual g 10 ms2 O gráfico abaixo mostra a variação da velocidade v desse objeto em função da sua altura h em relação ao solo Com base nessas informações devese afirmar a do ponto mais alto até o ponto mais baixo o objeto apresenta um ganho de energia de 1200 J b durante a descida as forças de resistência exercem um trabalho resistente de 12 J c a pista percorrida pelo objeto não apresenta atrito d a velocidade do objeto durante a descida permanece constante e de acordo com o gráfico a trajetória do objeto só pode ser retilínea 4 Em um sistema conservativo onde a energia mecânica de 10 J se mantém constante e é composta da soma da energia potencial EP e a energia cinética fezse um experimento e foi obtido o gráfico a seguir de energia potencial em função do tempo Com base no gráfico acima assinale a alternativa CORRETA a A energia mecânica diminui entre 10 e 15 segundos b A energia potencial é máxima em 10 segundos c O corpo atinge a velocidade máxima em 5 segundos d A velocidade do corpo aumenta entre 15 e 20 segundos e A energia cinética diminui no intervalo de 0 até 5 segundos 5 Nas provas de longa e média distância do atletismo os corredores mantêm sua velocidade constante durante a maior parte do tempo A partir dessa constatação um estudante de física afirma que durante esse tempo os atletas não gastam energia porque a energia cinética deles não varia Essa afirmação é a verdadeira pois os corredores se mantêm em movimento sem esforço por inércia b verdadeira do ponto de vista da física mas falsa do ponto de vista da biologia c falsa porque a energia cinética do atleta não tem relação com o esforço muscular que ele desenvolve d falsa pois a energia cinética só se mantém constante graças ao trabalho da força muscular do atleta e verdadeira porque o trabalho da resultante das forças que atuam sobre o atleta é nulo 6 Leia a informação a seguir A construção de usinas geradoras de eletricidade causa impacto para o meio ambiente mas pode proporcionar uma melhor qualidade de vida trazendo conforto em residências A figura acima representa a potência P em watts W consumida numa residência alimentada por uma tensão de 220V ao longo de um dia A energia consumida no período de maior consumo em kWh é de a 5 b 10 c 50 d 100 e 440 7 A respeito de energia assinale V para verdadeiro e F para falso nas alternativas que seguem Energia potencial é aquela que se encontra armazenada num determinado sistema e pode ser utilizada a qualquer momento para realizar trabalho No sistema conservativo o decréscimo da energia potencial é compensado por um acréscimo da energia cinética A energia está relacionada com a capacidade de produzir movimento A energia pode ser transformada ou transferida mas nunca criada ou destruída 8 O bloco representado na figura abaixo desce a partir do repouso do ponto A sobre o caminho que apresenta atrito entre as superfícies de contato A linha horizontal AB passa pelos pontos A e B Assinale V para verdadeiro e F para falso nas alternativas que seguem O bloco certamente atingirá o ponto B A força de atrito realiza trabalho negativo no percurso e diminui a energia mecânica do sistema Tanto a força peso como a força normal realizam trabalho A energia potencial gravitacional permanece constante em todo o percurso do bloco A energia cinética do bloco não se conserva durante o movimento O bloco sempre descerá com velocidade constante pois está submetido a forças constantes 9 O salto com vara é sem dúvida uma das disciplinas mais exigentes do atletismo Em um único salto o atleta executa cerca de 23 movimentos em menos de 2 segundos Na última Olimpíada de Atenas a atleta russa Svetlana Feofanova bateu o recorde feminino saltando 488 m A figura abaixo representa um atleta durante um salto com vara em três instantes distintos Assinale a opção que melhor identifica os tipos de energia envolvidos em cada uma das situações I II e III da figura acima respectivamente a cinética cinética e gravitacional cinética e gravitacional b cinética e elástica cinética gravitacional e elástica cinética e gravitacional c cinética cinética gravitacional e elástica cinética e gravitacional d cinética e elástica cinética e elástica gravitacional e cinética e elástica cinética e gravitacional gravitacional 10 A figura abaixo mostra o esquema fora de escala da trajetória de um avião O avião sobe com grande inclinação até o ponto 1 a partir do qual tanto a ação das turbinas quanto a do ar cancelamse totalmente e ele passa a descrever uma trajetória parabólica sob a ação única da força peso Durante a trajetória parabólica objetos soltos dentro do avião parecem flutuar O ponto 2 corresponde à altura máxima de 10 km Assinale V para verdadeiro e F para falso nas alternativas que seguem Os objetos parecem flutuar porque a força de atração gravitacional da Terra sobre eles é desprezível Para justificar por que os objetos flutuam a força gravitacional da Terra sobre os objetos não pode ser desprezada entre os pontos 1 2 e 3 A componente horizontal da velocidade é constante entre os pontos 1 2 e 3 A energia potencial gravitacional do avião no ponto 1 é menor do que no ponto 2 A energia cinética do avião em relação ao solo tem o mesmo valor no ponto 1 e no ponto 3 A aceleração vertical em relação ao solo a 10 km de altura ponto 2 vale zero 11 Duas pedras são atiradas simultaneamente com a mesma rapidez inicial do teto de um edifício Uma pedra é atirada a um ângulo de 30o acima da horizontal e a outra é atirada horizontalmente Despreze a resistência do ar Qual das seguintes afirmativas é verdadeira a As pedras atingem o solo ao mesmo tempo e com a mesma velocidade b As pedras atingem o solo ao mesmo tempo com valores diferentes de rapidez c As pedras atingem o solo em tempos diferentes com a mesma rapidez d As pedras atingem o solo em tempos diferentes com valores diferentes de rapidez 12 Verdadeiro ou falso A energia total de um sistema não pode variar Quando você salta no ar o chão realiza trabalho sobre você aumentando sua energia mecânica Trabalho realizado por forças de atrito devem sempre diminuir a energia total de um sistema Comprimir 2 cm de uma mola a partir de sua posição frouxa requer mais trabalho do que esticála de 2 cm a partir de sua posição frouxa GABARITO 1 B 2 B 3 B 4 C 5 D 6 B 7 V V V V 8 F V F F V F 9 C 10 F V V V V F 11 C 12 F F F F
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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL DINÂMICA TRANSLACIONAL E ROTACIONAL Lista de problemas Trabalho e Energia 1 Para empurrar um caixote de 50 kg num piso sem atrito um operário aplica uma força de 210 N dirigida 20o acima da horizontal Se o caixote se desloca 3 m qual o trabalho executado sobre o caixote a pelo operário b pelo peso do caixote e c pela força normal exercida pelo piso sobre o caixote d Qual o trabalho total executado sobre o caixote e Se o caixote parte do repouso qual é a sua velocidade após deslocarse por 3 m R a 592 J b e c 0 d 592 J e 487 ms 2 Uma pessoa e sua bicicleta com massa total de 85 kg descem por uma pista em uma colina e atingem um trecho horizontal retilíneo da pista com uma velocidade inicial de 37 ms Se uma força desacelera até o repouso com uma taxa de 2 ms² a que intensidade F b que distância d elas percorrem até parar c Que trabalho W é realizado pela força R a 170 N b 34225 m c 58x104J 3 A única força atuante sobre um corpo de 2 kg quando ele se move no sentido positivo de um eixo x tem uma componente Fx 6x N com x em metros A velocidade do corpo em x 3 m é 8 ms a Qual é a velocidade do corpo em x 4 m b Em que valor positivo de x o corpo terá uma velocidade de 5 ms R a 656 ms b 469 m 4 Uma cabina de elevador carregada tem uma massa de 3000 kg e se desloca 210 m para cima em 23 s com velocidade constante Qual a taxa média com que a força do cabo do elevador realiza trabalho sobre a cabina a em W e b em HP R a 27x105 W b 360 HP 5 Um construtor de carros afirma que seu carro pode acelerar do repouso até 100 kmh em 8 s A massa do carro é de 800 kg a Admitindo que o motor do carro trabalhe a potência constante determinar a potência que o motor deveria ter b Que velocidade teria o carro 4 s depois da partida Desprezar a resistência do ar e o atrito R a 386 kW b 707 kmh 6 A potência da usina hidroelétrica de Itaipu é de 12 milhões de quilowatts a Expresse este valor em watts usando a notação de potência de 10 b Durante quanto tempo esta usina deve operar para realizar um trabalho de 240x109 J c Se a usina operar durante 10 minutos qual o trabalho total que ela seria capaz de realizar R a 12 x 1010 W b 20 s c 72 x 1012J 7 Uma máquina de Atwood simples veja a figura ao lado tem duas massas m1 e m2 Partindo do repouso a velocidade das duas massas é de 40 ms depois de 30 s Neste instante a energia cinética do sistema é de 80 J e cada massa se deslocou de 60 m Determine os valores de m1 e m2 R 568 kg e 432 kg 8 Um bloco de 250 g cai sobre uma mola vertical com uma constante elástica k 25 Ncm figura ao lado O bloco prendese à mola e esta sofre uma compressão de 12 cm antes de ficar momentaneamente parada Enquanto a mola está sendo comprimida qual é o trabalho realizado a Pela força gravitacional e b pela mola c Qual era a velocidade do bloco imediatamente antes dele se chocar com a mola d Se a velocidade for o dobro da encontrada em c qual a compressão da mola R a 0294 J b 18 J c 347 ms d 023 m 9 Um corpo de 3 kg escorrega sobre uma superfície sem atrito com velocidade de 7 ms Depois de escorregar 2 m o corpo começa a subir uma rampa sem atrito inclinada de 40 com a horizontal Qual a distância percorrida pelo corpo na rampa quando atinge a altura máxima R 389 m 10 Um corpo de massa m 2 kg e velocidade v 5 ms chocase com uma mola de constante elástica k 20000 Nm conforme a figura ao lado O corpo comprime a mola até parar a Qual é a energia potencial armazenada na mola b Calcule a variação de comprimento da mola R a 25 J b 005 11 Um objeto de 32 kg está a uma altura de 3 m acima do solo a Qual é a energia potencial do objeto se tomarmos o ponto de referência y 0 no nível do solo Se o objeto é solto em direção ao solo e o arrasto do ar sobre ele é desprezível quais são b a energia cinética e c a velocidade do objeto imediatamente antes de atingir o solo R a 94 J b 94 J c 77 ms 12 Um corpo de 2 kg é empurrado contra uma mola cuja constante elástica é 500 Nm comprimindoa 20 cm O corpo é liberado e a mola o projeta ao longo de uma superfície lisa e horizontal que termina numa rampa inclinada conforme a figura abaixo Qual é a altura atingida pelo corpo na rampa Use g 10 ms² R 05 m 13 Um bloco de massa m 2 kg é solto de uma altura h 40 cm sobre uma mola de constante elástica k 1960 Nm figura abaixo Determine o comprimento máximo que a mola é comprimida R 0089 m 14 A figura ao lado mostra uma pedra de 8 kg apoiada numa mola O peso da pedra faz com que a mola sofra uma compressão de 10 cm a Qual é a constante elástica da mola b A pedra é empurrada mais 30 cm para baixo e solta Qual a energia potencial da mola antes da pedra ser solta c A que altura será levantada a pedra acima do ponto em que se encontrava quando foi solta R a 784 Nm b 627 J c 080 m 15 Na beira de um terraço figura ao lado a 12 m do solo uma bola é chutada sob o ângulo de 60 com o plano horizontal e adquire uma velocidade inicial de 16 ms Desprezando os efeitos da resistência do ar calcular a a altura que a bola atinge em relação ao terraço e b a velocidade da bola no instante em que colide com o solo R a 979 m b 2216 ms 16 O sistema esquematizado na figura ao lado está inicialmente em repouso no instante em que a corda de baixo é cortada Os corpos estão inicialmente separados por uma distância de 1 m O corpo mais abaixo tem uma massa de 2 kg e o outro uma massa de 3 kg Calcular a velocidade dos dois corpos no instante em que estiverem na mesma altura R 140 ms 17 Um esquiador com massa de 60 kg deixa a extremidade de uma rampa de salto de esqui com uma velocidade de 24 ms dirigida 25 acima da horizontal Suponha que devido ao arrasto do ar o esquiador retorna ao solo com uma velocidade de 22 ms e 14 m verticalmente abaixo da extremidade da rampa Do início do salto até o retorno ao solo de quanto a energia mecânica do sistema esquiador Terra é reduzida devido ao arrasto do ar R 10992 kJ 18 Um disco de plástico de 75 g é arremessado de um ponto 11 m acima do solo com uma velocidade escalar de 12 ms Quando o disco atinge uma altura de 21 m sua velocidade é de 105 ms Qual a redução da energia mecânica do sistema discoTerra devido ao arrasto do ar R 053 J 19 Um bombeiro de 70 kg desliza a partir do repouso 43 m para baixo em um poste vertical a Se o bombeiro segura no poste suavemente de modo que a força de atrito exercida pelo poste sobre ele é desprezível qual é sua velocidade imediatamente antes de alcançar o solo b Se o bombeiro agarra o poste mais firmemente enquanto desliza de modo que a força de atrito média exercida sobre ele pelo poste é dirigida para cima e vale 500 N qual é sua velocidade imediatamente antes de alcançar o solo R a 918 ms b 478 ms 20 Uma bola de borracha de 2 kg de massa é abandonada em repouso da altura h 5 m caindo sobre o solo A energia perdida no choque é 20 J Calcule a altura atingida pela bola depois do choque Considere g 10 ms2 R 4 m 21 Uma bala de 30 g deslocandose horizontalmente com velocidade de 500 ms para após penetrar 12 cm em uma parede sólida a Qual é a variação na energia mecânica da bala b Qual é a intensidade da força média exercida pela parede ao parar a bala R a 3750 J b 31250 N 22 O corpo de 2 kg representado na figura abaixo escorrega pela superfície curva sem atrito partindo do repouso de uma altura de 3 m O corpo escorrega depois de 9 m sobre uma superfície horizontal áspera até ficar em repouso a Qual a velocidade do corpo no pé da superfície curva b Qual a energia dissipada pelo atrito c Qual o coeficiente de atrito entre o corpo e a superfície horizontal R a 767 ms b 589 J c 033 23 Na figura ao lado um bloco de massa m 25 kg desliza de encontro a uma mola de constante elástica k 320 Nm O bloco para após comprimir a mola por 75 cm O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o piso é 025 Enquanto o bloco está em contacto com a mola e sendo levado ao repouso quais são a O trabalho realizado pela força elástica b O aumento na energia térmica do sistema blocopiso c Qual é a velocidade do bloco imediatamente antes de ele atingir a mola R a 090 J b 046 J c 104 ms 24 Um objeto de 1 kg escorrega por uma pista com extremidades elevadas e uma parte plana central de comprimento L figura ao lado O atrito com as partes elevadas da pista é desprezível mas na parte plana o coeficiente de atrito cinético é μc 020 O objeto começa a descer a partir do repouso no ponto A que se encontra a uma altura h L2 acima da parte plana da pista a Quanto vale a energia mecânica inicial do objeto b Quanto vale a energia mecânica final deste objeto c Qual é a quantidade de energia mecânica dissipada pela força de atrito d Calcule a distância horizontal percorrida pelo objeto até parar R a gL2 b 0 c gL2 d 25 L 25 Um bloco com velocidade inicial v0 60 ms desliza por uma pista constituída por dois trechos planos e uma depressão intermediária figura ao lado O atrito entre a pista e o bloco é desprezível até que ele chegue ao segundo trecho plano cujo coeficiente de atrito cinético é μc 060 e onde percorre uma distância d antes de parar Determine o valor de d sabendo que a diferença de altura entre os dois trechos planos é h 11 m R 123 m Lista de questões teóricas 1 Durante a aula de educação física ao realizar um exercício um aluno levanta verticalmente um corpo com sua mão mantendo durante o movimento a velocidade constante Podese afirmar que o trabalho realizado pelo aluno é a positivo pois a força exercida pelo aluno atua na mesma direção e sentido oposto ao do movimento do corpo b positivo pois a força exercida pelo aluno atua na mesma direção e sentido do movimento do corpo c zero uma vez que o movimento tem velocidade constante d negativo pois a força exercida pelo aluno atua na mesma direção e sentido oposto ao do movimento do corpo e negativo pois a força exercida pelo aluno atua na mesma direção e sentido do movimento do corpo 2 Considere um corpo sendo arrastado com velocidade constante sobre uma superfície horizontal onde o atrito não é desprezível Considere as afirmações I II e III a respeito da situação descrita I O trabalho da força de atrito é nulo II O trabalho da força peso é nulo III A força que arrasta o corpo é nula A afirmação está INCORRETA em a I apenas b I e III apenas c II apenas d I II e III 3 Um pequeno objeto de 100 g é abandonado do alto de uma pista em um local no qual g 10 ms2 O gráfico abaixo mostra a variação da velocidade v desse objeto em função da sua altura h em relação ao solo Com base nessas informações devese afirmar a do ponto mais alto até o ponto mais baixo o objeto apresenta um ganho de energia de 1200 J b durante a descida as forças de resistência exercem um trabalho resistente de 12 J c a pista percorrida pelo objeto não apresenta atrito d a velocidade do objeto durante a descida permanece constante e de acordo com o gráfico a trajetória do objeto só pode ser retilínea 4 Em um sistema conservativo onde a energia mecânica de 10 J se mantém constante e é composta da soma da energia potencial EP e a energia cinética fezse um experimento e foi obtido o gráfico a seguir de energia potencial em função do tempo Com base no gráfico acima assinale a alternativa CORRETA a A energia mecânica diminui entre 10 e 15 segundos b A energia potencial é máxima em 10 segundos c O corpo atinge a velocidade máxima em 5 segundos d A velocidade do corpo aumenta entre 15 e 20 segundos e A energia cinética diminui no intervalo de 0 até 5 segundos 5 Nas provas de longa e média distância do atletismo os corredores mantêm sua velocidade constante durante a maior parte do tempo A partir dessa constatação um estudante de física afirma que durante esse tempo os atletas não gastam energia porque a energia cinética deles não varia Essa afirmação é a verdadeira pois os corredores se mantêm em movimento sem esforço por inércia b verdadeira do ponto de vista da física mas falsa do ponto de vista da biologia c falsa porque a energia cinética do atleta não tem relação com o esforço muscular que ele desenvolve d falsa pois a energia cinética só se mantém constante graças ao trabalho da força muscular do atleta e verdadeira porque o trabalho da resultante das forças que atuam sobre o atleta é nulo 6 Leia a informação a seguir A construção de usinas geradoras de eletricidade causa impacto para o meio ambiente mas pode proporcionar uma melhor qualidade de vida trazendo conforto em residências A figura acima representa a potência P em watts W consumida numa residência alimentada por uma tensão de 220V ao longo de um dia A energia consumida no período de maior consumo em kWh é de a 5 b 10 c 50 d 100 e 440 7 A respeito de energia assinale V para verdadeiro e F para falso nas alternativas que seguem Energia potencial é aquela que se encontra armazenada num determinado sistema e pode ser utilizada a qualquer momento para realizar trabalho No sistema conservativo o decréscimo da energia potencial é compensado por um acréscimo da energia cinética A energia está relacionada com a capacidade de produzir movimento A energia pode ser transformada ou transferida mas nunca criada ou destruída 8 O bloco representado na figura abaixo desce a partir do repouso do ponto A sobre o caminho que apresenta atrito entre as superfícies de contato A linha horizontal AB passa pelos pontos A e B Assinale V para verdadeiro e F para falso nas alternativas que seguem O bloco certamente atingirá o ponto B A força de atrito realiza trabalho negativo no percurso e diminui a energia mecânica do sistema Tanto a força peso como a força normal realizam trabalho A energia potencial gravitacional permanece constante em todo o percurso do bloco A energia cinética do bloco não se conserva durante o movimento O bloco sempre descerá com velocidade constante pois está submetido a forças constantes 9 O salto com vara é sem dúvida uma das disciplinas mais exigentes do atletismo Em um único salto o atleta executa cerca de 23 movimentos em menos de 2 segundos Na última Olimpíada de Atenas a atleta russa Svetlana Feofanova bateu o recorde feminino saltando 488 m A figura abaixo representa um atleta durante um salto com vara em três instantes distintos Assinale a opção que melhor identifica os tipos de energia envolvidos em cada uma das situações I II e III da figura acima respectivamente a cinética cinética e gravitacional cinética e gravitacional b cinética e elástica cinética gravitacional e elástica cinética e gravitacional c cinética cinética gravitacional e elástica cinética e gravitacional d cinética e elástica cinética e elástica gravitacional e cinética e elástica cinética e gravitacional gravitacional 10 A figura abaixo mostra o esquema fora de escala da trajetória de um avião O avião sobe com grande inclinação até o ponto 1 a partir do qual tanto a ação das turbinas quanto a do ar cancelamse totalmente e ele passa a descrever uma trajetória parabólica sob a ação única da força peso Durante a trajetória parabólica objetos soltos dentro do avião parecem flutuar O ponto 2 corresponde à altura máxima de 10 km Assinale V para verdadeiro e F para falso nas alternativas que seguem Os objetos parecem flutuar porque a força de atração gravitacional da Terra sobre eles é desprezível Para justificar por que os objetos flutuam a força gravitacional da Terra sobre os objetos não pode ser desprezada entre os pontos 1 2 e 3 A componente horizontal da velocidade é constante entre os pontos 1 2 e 3 A energia potencial gravitacional do avião no ponto 1 é menor do que no ponto 2 A energia cinética do avião em relação ao solo tem o mesmo valor no ponto 1 e no ponto 3 A aceleração vertical em relação ao solo a 10 km de altura ponto 2 vale zero 11 Duas pedras são atiradas simultaneamente com a mesma rapidez inicial do teto de um edifício Uma pedra é atirada a um ângulo de 30o acima da horizontal e a outra é atirada horizontalmente Despreze a resistência do ar Qual das seguintes afirmativas é verdadeira a As pedras atingem o solo ao mesmo tempo e com a mesma velocidade b As pedras atingem o solo ao mesmo tempo com valores diferentes de rapidez c As pedras atingem o solo em tempos diferentes com a mesma rapidez d As pedras atingem o solo em tempos diferentes com valores diferentes de rapidez 12 Verdadeiro ou falso A energia total de um sistema não pode variar Quando você salta no ar o chão realiza trabalho sobre você aumentando sua energia mecânica Trabalho realizado por forças de atrito devem sempre diminuir a energia total de um sistema Comprimir 2 cm de uma mola a partir de sua posição frouxa requer mais trabalho do que esticála de 2 cm a partir de sua posição frouxa GABARITO 1 B 2 B 3 B 4 C 5 D 6 B 7 V V V V 8 F V F F V F 9 C 10 F V V V V F 11 C 12 F F F F