SE18 - Física. LFIS3A3 - Trabalho e Potência

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1 SE18 - Física LFIS3A3 - Trabalho e Potência Questão 1 (UFSC) Um helicóptero suspenso no ar, em repouso em relação ao solo, ergue por meio de um cabo de aço, mantido vertical, uma caixa de massa igual a 200 kg que se desloca com velocidade constante ao longo de um percurso de 10 m. No local, g = 10 m/s². Sabendo que no deslocamento citado as forças de resistência do ar realizam sobre a caixa um trabalho de J, calcule o trabalho da força aplicada pelo cabo de aço sobre a caixa. a) J b) J c) J d) 3400 J e) 600 J Questão 2 (Fuvest-SP) Dispõe-se de um motor com potência útil de 200 W para erguer um fardo de massa de 20 kg à altura de 100 m em um local onde g = 10 m/s². Supondo que o fardo parte do repouso e volta ao repouso, calcule o intervalo de tempo gasto nessa operação. a) 40 s b) 1 min 20 s c) 3 min 20 s d) 1 min 40 s e) 2 min 30 s Questão 3 (UFPE) Um gerador elétrico suposto ideal é acionado pela queda de um bloco de massa M que desce sob a ação da gravidade com velocidade escalar constante de 5,0 m/s. Sabendo que a potência fornecida pelo gerador é usada para acender uma lâmpada de 100 W, calcule o valor de M.

2 Despreze os atritos e adote g = 10 m/s². a) 1 kg b) 2 kg c) 3 kg d) 4 kg e) 5 kg Questão 4 (Fuvest-SP) Uma esteira rolante transporta 15 caixas de bebida por minuto de um depósito no subsolo até o andar térreo. A esteira tem comprimento de 12 m, inclinação de 30 com a horizontal e move-se com velocidade constante. As caixas a serem transportadas já são colocadas com a mesma velocidade da esteira. Se cada caixa pesa 200 N, o motor que aciona esse mecanismo deve fornecer a potência de: a) 20 W b) 40 W c) 3,0 10² W d) 6,0 10² W e) não sei Questão 5 (Fuvest 1992) Um pai de 70 kg e seu filho de 50 kg pedalam lado a lado, em bicicletas idênticas, mantendo sempre velocidade uniforme. Se ambos sobem uma rampa e atingem um patamar plano, podemos afirmar que, na subida da rampa até atingir o patamar, o filho, em relação ao pai:

3 a) realizou mais trabalho. b) realizou a mesma quantidade de trabalho. c) possuía mais energia cinética. d) possuía a mesma quantidade de energia cinética. e) desenvolveu potência mecânica menor. Questão 6 (Fuvest-SP) Nos manuais de automóveis, a caracterização dos motores é feita em cv (cavalo-vapor). Essa unidade, proposta no tempo das primeiras máquinas a vapor, correspondia à capacidade de um cavalo típico, que conseguia erguer, na vertical, com auxílio de uma roldana, um bloco de 75 kg, com velocidade de módulo 1,0 m/s. Para subir uma ladeira com aclive de 10%, como a da figura, um carro de kg, mantendo uma velocidade constante de módulo 15 m/s (54 km/h), desenvolve uma potência útil que, em cv, é, aproximadamente, de: (Adote g=10 m/s².) a) 20 b) 40 c) 50 d) 100 e) 150 Questão 7 (Unicamp 2016) Músculos artificiais feitos de nanotubos de carbono embebidos em cera de parafina

4 podem suportar até duzentas vezes mais peso que um músculo natural do mesmo tamanho. Considere uma fibra de músculo artificial de 1mm de comprimento, suspensa verticalmente por uma de suas extremidades e com uma massa de 50 gramas pendurada, em repouso, em sua outra extremidade. O trabalho realizado pela fibra sobre a massa, ao se contrair 10%, erguendo a massa até uma nova posição de repouso, é Se necessário, utilize g = 10 m/ s 2. a) 5 x 10-3 J. b) 5 x 10-4 J. c) 5 x 10-5 J. d) 5 x 10-6 J. e) não sei. Questão 8 (Enem PPL 2016) A utilização de placas de aquecimento solar como alternativa ao uso de energia elétrica representa um importante mecanismo de economia de recursos naturais. Um sistema de aquecimento solar com capacidade de geração de energia de 1,0 Mj/dia por metro quadrado de placa foi instalado para aquecer a água de um chuveiro elétrico de potência de 2 kw utilizado durante meia hora por dia. A área mínima da placa solar deve ser de a) 1,0 m 2. b) 1,8 m 2. c) 2,0 m 2. d) 3,6 m 2. e) 6,0 m 2. Questão 9 (Enem PPL 2016) Os raios X utilizados para diagnósticos médicos são uma radiação ionizante. O efeito das radiações ionizantes em um indivíduo depende basicamente da dose absorvida, do tempo de exposição e da forma da exposição, conforme relacionados no quadro.

5 Para um técnico radiologista de 90 kg que ficou exposto, por descuido, durante 5 horas a uma fonte de raios X, cuja potência é de 10 mj/s, a forma do sintoma apresentado, considerando que toda radiação incidente foi absorvida, é a) DL 50. b) cerebral. c) pulmonar. d) infraclínica. e) reações gerais leves. Questão 10 (Enem PPL 2016) Para reciclar um motor de potência elétrica igual a 200 W, um estudante construiu um elevador e verificou que ele foi capaz de erguer uma massa de 80 kg a uma altura de 3 metros durante 1 minuto. Considere a aceleração da gravidade 10,0 m/s 2. Qual a eficiência aproximada do sistema para realizar tal tarefa? a) 10% b) 20% c) 40% d) 50% e) 100%

6 Questão 11 (Enem PPL 2012) Os fornos domésticos de micro-ondas trabalham com uma frequência de ondas eletromagnéticas que atuam fazendo rotacionar as moléculas de água, gordura e açúcar e, consequentemente, fazendo com que os alimentos sejam aquecidos. Os telefones sem fio também usam ondas eletromagnéticas na transmissão do sinal. As especificações técnicas desses aparelhos são informadas nos quadros 1 e 2, retirados de seus manuais. O motivo de a radiação do telefone não aquecer como a do micro-ondas é que a) o ambiente no qual o telefone funciona é aberto. b) a frequência de alimentação é 60 Hz para os dois aparelhos. c) a potência do telefone sem fio é menor que a do forno. d) o interior do forno reflete as micro-ondas e as concentra. e) a modulação das ondas no forno é maior do que no telefone. Questão 12 (Enem 2010) Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas, planejou-se o aquecimento em 10 C de amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. Nesse teste, cada forno operou à potência máxima. O forno mais eficiente foi aquele que a) forneceu a maior quantidade de energia às amostras. b) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo. c) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo.

7 d) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente. e) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo. Questão 13 (Enem 2006) O carneiro hidráulico ou aríete, dispositivo usado para bombear água, não requer combustível ou energia elétrica para funcionar, visto que usa a energia da vazão de água de uma fonte. A figura a seguir ilustra uma instalação típica de carneiro em um sítio, e a tabela apresenta dados de seu funcionamento. A eficiência energética de um carneiro pode ser obtida pela expressão:, cujas variáveis estão definidas na tabela e na figura. No sítio ilustrado, a altura da caixa d'água é o quádruplo da altura da fonte. Comparado a motobomba a gasolina, cuja eficiência energética é cerca de 36%, o carneiro hidráulico do sítio apresenta a) menor eficiência, sendo, portanto, inviável economicamente. b) menor eficiência, sendo desqualificado do ponto de vista ambiental pela quantidade de energia que desperdiça. c) mesma eficiência, mas constitui alternativa ecologicamente mais apropriada. d) maior eficiência, o que, por si só, justificaria o seu uso em todas as regiões brasileiras. e) maior eficiência, sendo economicamente viável e ecologicamente correto.

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