COLÉGIO MONJOLO ENSINO MÉDIO

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1 COLÉGIO MONJOLO ENSINO MÉDIO Aluno (a): Professor: Jadson Rodrigo Corrêa Data: 11/09/2018 TRABALHO DE UMA FORÇA E ENERGIAS 1ª série 1. Determine o trabalho de uma força constante de 300N a aplicada a um corpo de massa 30Kg. Sabendo que o deslocamento do corpo foi de 25 metros na mesma direção e sentido da força. R: 7500J 2. Um bloco com 4,0 kg, inicialmente em repouso, é puxado por uma força constante e horizontal, ao longo de uma distância de 15,0 m, sobre uma superfície plana, lisa e horizontal, durante 2,0 s. O trabalho realizado, em joules, é de: a) 50 b) 150 c) 250 d) 350 e) O trabalho realizado pela força F = 50 N, ao empurrar o carrinho por uma distância de 2 m, é, em joule: (Dados: sen 60º = 0,87; cos 60º = 0,50) a) 25 b) 50 c) 63 d) 87 e) 100 R: B 4. Uma força de 10 newtons aplicada num corpo de 5,0 kg produz um movimento circular uniforme, de velocidade 2,0 m/s, sendo o raio da circunferência de 2,0 m. O trabalho, em joules, realizado pela resultante centrípeta, após uma volta, é de: a) zero b) 10 c) 20 d) 125,6 R: A 5. (UFPR) Um engenheiro mecânico projetou um pistão que se move na direção horizontal dentro de uma cavidade cilíndrica. Ele verificou que a força horizontal F, a qual é aplicada ao pistão por um agente externo, pode ser relacionada à sua posição horizontal x por meio do gráfico abaixo. Para ambos os eixos do gráfico, valores positivos indicam o sentido para a direita, enquanto valores negativos indicam o sentido para a esquerda. Sabe-se que a massa do pistão vale 1,5 kg e que ele está inicialmente em repouso. Com relação ao gráfico, considere as seguintes afirmativas: 1. O trabalho realizado pela força sobre o pistão entre x = 0 e x = 1 cm vale 7, J. 2. A aceleração do pistão entre x = 1 cm e x = 2 cm é constante e vale 10 m/s². 3. Entre x = 4 cm e x = 5 cm, o pistão se move com velocidade constante. 4. O trabalho total realizado pela força sobre o pistão entre x = 0 e x = 7 cm é nulo. a) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. b) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira. d) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. e) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. R: E

2 6. (UNIFESP) A figura representa o gráfico do módulo F de uma força que atua sobre um corpo em função do seu deslocamento x. Sabe-se que a força atua sempre na mesma direção e sentido do deslocamento. Pode-se afirmar que o trabalho dessa força no trecho representado pelo gráfico é, em joules, a) 0. b) 2,5. c) 5,0. d) 7,5. e) 10. R: C 7. ( PUCCAMP) ENERGIA. A quase totalidade da energia utilizada na Terra tem sua origem nas radiações que recebemos do Sol. Uma parte é aproveitada diretamente dessas radiações (iluminação, aquecedores e baterias solares, etc.) e outra parte, bem mais ampla, é transformada e armazenada sob diversas formas antes de ser usada (carvão, petróleo, energia eólica, hidráulica, etc). A energia primitiva, presente na formação do universo e armazenada nos elementos químicos existentes em nosso planeta, fornece, também, uma fração da energia que utilizamos (reações nucleares nos reatores atômicos, etc). (Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga. "Curso de Física". v.2. S. Paulo: Scipione, p. 433) Considere as afirmações: I. Calor é energia em trânsito, que passa espontaneamente do corpo mais quente para o mais frio. II. Trabalho é medida da energia transferida quando há interação entre dois corpos e deslocamento na direção da força da interação. III. Calor e trabalho podem ser medidos com uma mesma unidade de medida. Está correto o que se afirma em: a) I, somente. b) I e II, somente. c) I e III, somente. d) II e III, somente. e) I, II e III. R: E 8. (UNESP) Uma força atuando em uma caixa varia com a distância x de acordo com o gráfico. O trabalho realizado por essa força para mover a caixa da posição x = 0 até a posição x = 6 m vale a) 5 J. b) 15 J. c) 20 J. d) 25 J. e) 30 J. R: D 9. (UFSM) O gráfico representa a elongação de uma mola, em função da tensão exercida sobre ela. O trabalho da tensão para distender a mola de 0 a 2 m é, em J, a) 200 b) 100 c) 50 d) 25 e) 12,50 R: B

3 10. (UERJ) Na brincadeira conhecida como cabo-de-guerra, dois grupos de palhaços utilizam uma corda ideal que apresenta um nó no seu ponto mediano. O gráfico abaixo mostra a variação da intensidade da resultante F das forças aplicadas sobre o nó, em função da sua posição x. Considere que a força resultante e o deslocamento sejam paralelos. Determine o trabalho realizado por F no deslocamento entre 2,0 e 9,0m. R: 190 J 11) Um bloco de massa 5,00 kg move-se em uma superfície horizontal sob a ação de uma força de 50,0 N que forma um angulo de 37,0 com a horizontal. O coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície é de 0,500. Determine a velocidade do bloco, partindo do repouso, após um deslocamento de 20,0 m. RESP.: 15,5 m / s. 12 ) Um elevador de massa m = 920 kg sobe do térreo até o topo do edifício do World Trade Center em São Paulo, situado a 412 m acima do nível do solo. Determinar a variação de energia potencial do elevador. RESP.: 3,71 x 10 6 J. 13) Uma massa é presa a extremidade livre de uma mola de constante elástica K = 20,0 N / m. Determine a energia acumulada na mola se a massa comprimi - la de 2,00 cm. RESP.: 400 x 10-5 J. 14) Um bloco de massa 4,5 kg é lançado sobre um plano inclinado que faz um angulo de 37 com a horizontal. A velocidade de lançamento do bloco é 5,2 m/s. Ele percorre 1,5 m plano acima, para no topo e desliza em seguida de volta até a base do plano. Determine : ( a ) O módulo da força de atrito atuante sobre o bloco durante seu movimento ascensional. ( b ) A velocidade do bloco na base do plano no retorno. RESP.: 14 N ; 3,0 m / s. 15) Um bloco de massa m = 5,70 kg desliza sobre uma mesa horizontal sem atrito com uma velocidade constante de 1,20 m / s.o bloco fica em repouso momentaneamente ao comprimir uma mola, de constante elástica K = 1,50 X 10 3 N / m, localizada no seu percurso. Determinar a deformação da mola. RESP.: 7,40 cm 16) Um corpo de massa 10,0 kg é arremessado com velocidade de 5,00 m / s do ponto A da figura abaixo. Ao atingir o ponto B, sua velocidade é de 10,0 m / s. Do ponto B ao ponto C movimenta-se sobre uma superfície horizontal cujo coeficiente de atrito cinético é 0,500. Em C ele encontra uma mola de constante elástica igual a K = 1, 00 x 10 3 N / m. Determine : ( a ) O trabalho da força de atrito no trecho AB ( b ) A velocidade no ponto C. ( c ) A compressão da mola. RESP.: 8,96 m/s ; 115 J ; 0,900 m. A 5,00 m 2,00 m B C

4 17 ) Um pequeno bloco de massa m desliza por uma pista, sem atrito, que forma uma volta no trecho final como mostrado na figura acima. O bloco é largado a partir do repouso do ponto P. A aceleração da gravidade é g. Determine: ( a ) As forças atuantes sobre o bloco no ponto Q a uma altura R da base da volta. ( a ) As forças atuantes sobre o bloco no ponto Q a uma altura R da base da volta.( b ) A altura, a partir da base da volta, da qual o corpo deve ser abandonado de modo a perder o contato no ponto mais alto da volta. RESP.: ( m g ; 8 mg ) ; ( 5R / 2 ). P 750 m 30,0 30,0 850 m 5R Q 2R EX - 09 EX ) Na figura acima os picos são cobertos de neve e há m de pista para esqui entre eles, com uma inclinação média de 30,0. Um esquiador, sem usar os impulsores, parte do repouso desde o pico mais alto. Determine a velocidade com que ele chega ao pico mais baixo se não há atrito com a neve. RESP. 44,3 m/s. 19) Um bloco de 4,0 kg sobe um plano inclinado que faz 30 com a horizontal, com 128 J de energia cinética inicial. Determine até que ponto ele chegará no plano inclinado se o coeficiente de atrito cinético for igual a 0,30. RESP. : 4,3 m. 20) Uma esfera de massa 5,2 g é lançada verticalmente para baixo de uma altura h = 18 m com uma velocidade de 14 m / s, enterrando-se 21 cm no solo de areia. Qual a força média exercida pelo atrito com a areia. RESP.: 6,8 N. 21) Determine a potência que o motor de um carro deve desenvolver para mover-se com velocidade de 25,00 m / s em uma estrada horizontal quando as forças de oposição ao movimento somam 700,0 N. RESP. : 17,50 kw. 22) Uma força constante de 20 N produz, em um corpo, um deslocamento de 0,5 m no mesmo sentido da força. Calcule o trabalho realizado por essa força. 23) Um carrinho é deslocado num plano horizontal sob a ação de uma força horizontal de 50 N. Sendo 400 J o trabalho realizado por essa força, calcule a distância percorrida. 24) Sobre um corpo de massa 10 kg, inicialmente em repouso, atua uma força F que faz variar sua velocidade para 28 m/s em 4 segundos. Determine: a) a aceleração do corpo; b) o valor da força F; c) o trabalho realizado pela força F para deslocar o corpo de 6 m. 25) Um carro percorre uma estrada reta e horizontal, em movimento uniforme, com velocidade constante de 20 m/s, sob a ação de uma força de 1800 N exercida pelo motor. Calcule o trabalho realizado pelo motor em 4s. 26) Um corpo de massa 12kg está submetido a diversas forças, cuja resultante F é constante. A velocidade do corpo num ponto M é de 4,0m/s e num outro ponto N é de 7,0m/s. Determine o trabalho realizado pela força Fù no deslocamento de M para N é, em joules, de

5 27) Com base na figura a seguir, calcule a menor velocidade com que o corpo deve passar pelo ponto A para ser capaz de atingir o ponto B. Despreze o atrito e considere g = 10 m/s 2. 28) Na figura a seguir, tem-se uma mola de massa desprezível e constante elástica 200N/m, comprimida de 20cm entre uma parede e um carrinho de 2,0kg. Quando o carrinho é solto, toda energia mecânica da mola é transferida ao mesmo. Desprezando-se o atrito, pede-se: a) nas condições indicadas na figura, o valor da força que a mola exerce na parede. b) a velocidade com que o carrinho se desloca, quando se desprende da mola. 29) Um corpo de massa 6,0kg se move livremente no campo gravitacional da Terra. Sendo, em um dado instante, a energia potencial do corpo em relação ao solo igual a 2, J e a energia a cinética igual a 2, J, quanto vale a velocidade do corpo ao atingir o solo? 30) Uma pedra com massa m=0,10kg é lançada verticalmente para cima com energia cinética E C=20J. Qual a altura máxima atingida pela pedra? 31) Um esquiador de massa m=70kg parte do repouso no ponto P e desce pela rampa mostrada na figura. Suponha que as perdas de energia por atrito são desprezíveis e considere g=10m/s 2. Determine a energia cinética e a velocidade do esquiador quando ele passa pelo ponto Q, que está 5,0m abaixo do ponto P.