Lista de Exercícios 3ª Série Trabalho, Potência e Energia

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1 1) Uma pessoa sobe um lance de escada, com velocidade constante, em 1,0 min. Se a mesma pessoa subisse o mesmo lance, também com velocidade constante em,0 min, ela realizaria um trabalho a) duas vezes maior que o primeiro. b) duas vezes menor que o primeiro. c) quatro vezes maior que o primeiro. d) quatro vezes menor que o primeiro. e) igual ao primeiro.. (Uerj 01) Uma pessoa empurrou um carro por uma distância de 6 m, aplicando uma força F de mesma direção e sentido do deslocamento desse carro. O gráfico abaixo representa a variação da intensidade de F, em newtons, em função do deslocamento d, em metros. Desprezando o atrito, o trabalho total, em joules, realizado por F, equivale a: a) 117 b) 130 c) 143 d) 156 3) Um carrinho é lançado sobre os trilhos de uma montanha russa, no ponto A, com uma velocidade inicial V, 0 conforme mostra a figura. As alturas h1, h e h 3 valem, respectivamente, 16, m, 3,4 m e 9,8 m. Página 1 de 10

2 Para o carrinho atingir o ponto C, desprezando o atrito, o menor valor de V 0, em m/s, deverá ser igual a a) 10. b) 14. c) 18. d) 0. 4) A ilustração abaixo representa um bloco de kg de massa, que é comprimido contra uma mola de constante elástica K = 00 N/m. Desprezando qualquer tipo de atrito, é CORRETO afirmar que, para que o bloco atinja o ponto B com uma velocidade de 1,0 m/s, é necessário comprimir a mola em: a) 0,90 cm. b) 90,0 cm. c) 0,81 m. d) 81,0 cm. e) 9,0 cm. 5) Um corpo é abandonado do alto de um plano inclinado, conforme a figura abaixo. Considerando as superfícies polidas ideais, a resistência do ar nula e 10 m/s como a aceleração da gravidade local, determine o valor aproximado da velocidade com que o corpo atinge o solo: Página de 10

3 a) v = 84 m/s b) v = 45 m/s c) v = 5 m/s d) v = 10 m/s e) v = 5 m/s 6. (Unicamp 01) As eclusas permitem que as embarcações façam a transposição dos desníveis causados pelas barragens. Além de ser uma monumental obra de engenharia hidráulica, a eclusa tem um funcionamento simples e econômico. Ela nada mais é do que um elevador de águas que serve para subir e descer as embarcações. A eclusa de Barra Bonita, no rio Tietê, tem um desnível de aproximadamente 5 m. Qual é o aumento da energia potencial gravitacional quando uma embarcação de massa 4 m 1, 10 kg é elevada na eclusa? a) b) c) d) 4,8 10 J 5 1, 10 J 5 3,0 10 J 6 3,0 10 J 7) Arlindo é um trabalhador dedicado. Passa grande parte do tempo de seu dia subindo e descendo escadas, pois trabalha fazendo manutenção em edifícios, muitas vezes no alto. Página 3 de 10

4 Considere que, ao realizar um de seus serviços, ele tenha subido uma escada com velocidade escalar constante. Nesse movimento, pode-se afirmar que, em relação ao nível horizontal do solo, o centro de massa do corpo de Arlindo a) perdeu energia cinética. b) ganhou energia cinética. c) perdeu energia potencial gravitacional. d) ganhou energia potencial gravitacional. e) perdeu energia mecânica. 8. (Upe 011) Considere um bloco de massa m ligado a uma mola de constante elástica k = 0 N/m, como mostrado na figura a seguir. O bloco encontra-se parado na posição x = 4,0 m. A posição de equilíbrio da mola é x = 0. O gráfico a seguir indica como o módulo da força elástica da mola varia com a posição x do bloco. Página 4 de 10

5 O trabalho realizado pela força elástica para levar o bloco da posição x = 4,0 m até a posição x =,0, em joules, vale a) 10 b) 80 c) 40 d) 160 e) (Unesp 011) A quantidade de energia informada na embalagem de uma barra de chocolate é igual a 00 kcal. Após o consumo dessa barra, uma pessoa decide eliminar a energia adquirida praticando uma corrida, em percurso plano e retilíneo, com velocidade constante de 1,5 m/s, o que resulta em uma taxa de dissipação de energia de 500 W. Considerando1 kcal 400 J, quantos quilômetros, aproximadamente, a pessoa precisará correr para dissipar a mesma quantidade de calorias ingeridas ao comer o chocolate? 10. (Uece 010) A figura a seguir mostra quatro trajetórias de uma bola de futebol lançada no espaço. Desconsiderando o atrito viscoso com o ar, assinale o correto. Página 5 de 10

6 a) A trajetória que exigiu a maior energia foi a I. b) A trajetória que exigiu a maior energia foi a II. c) A trajetória que exigiu a maior energia foi a III. d) A energia exigida é a mesma para todas as trajetórias. Página 6 de 10

7 Gabarito: Resposta da questão 1: [E] Como a velocidade é constante, o trabalho da força muscular exercida pela pessoa é m g h nos dois casos. Resposta da questão : [D] No triângulo OAB: No triângulo OAC: No triângulo ABC: a b 6 a b 676. (I) a 8 h. (II) b 18 h. (III) Substituindo (II) e (III) em (I): 8 h 18 h 676 h 88 h 144 h 1 m. O trabalho da força F pela força F W é numericamente igual à área entre a linha do gráfico e o eixo do deslocamento. 6 1 W F WF 156 J. Resposta da questão 3: [C] Página 7 de 10

8 Para atingir o ponto C, tem que passar pelo ponto B. Tratando-se de um sistema conservativo, pela conservação da energia mecânica: A B mv0 Mec Mec B 0 B 0 E E m g h V g h 10 16, 34 V 18 m / s. Obs: rigorosamente, V 0 > 18 m/s. Resposta da questão 4: [B] Dados: m = kg; K = 00 N/m; v = 1 m/s; h = 4 m. O sistema é conservativo. Então: A B K x m v 00 x 1 EMec E Mec m g h x x 0,9 m. 100 Ignorando a resposta negativa: x = 90,0 cm. Resposta da questão 5: [D] Pela conservação da Energia Mecânica: mv EMec E 0 Mec m g h A v g h 10 5 v 10 m / s. Resposta da questão 6: [D] Página 8 de 10

9 P 4 6 E mgh 1, J. Resposta da questão 7: [D] A expressão da energia potencial é: E Pot = m g h. Se ele está subindo, a altura está aumentando, portanto, o centro de massa do corpo do Arlindo está ganhando energia potencial. Resposta da questão 8: [A] A área sombreada abaixo é numericamente igual ao trabalho da força elástica W x 10J. Resposta da questão 9: 4 W 00x400 84x10 P 500 Δt 1680s Δt Δt 500 ΔS ΔS V 1,5 ΔS,5km. Δt 1680 Resposta da questão 10: [C] Página 9 de 10

10 Tratando-se de um sistema conservativo, a energia mecânica inicial, no lançamento, é igual à energia mecânica no ponto mais alto, que é o mesmo para as três trajetórias. Portanto, a energia potencial também é a mesma. Assim, fica na dependência da energia cinética. A partir do ponto mais alto, a trajetória de maior alcance horizontal é a III, portanto, a de maior velocidade horizontal e, consequentemente, a de maior energia cinética. Assim, a trajetória III é a que apresenta maior energia mecânica no ponto mais alto, logo, maior energia mecânica no lançamento. Página 10 de 10