Assunto: Tralho de uma força. Energia Mecânica. Conservação da Energia Mecânica.

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1 Física Ulisses Assunto: Tralho de uma força. Energia Mecânica. Conservação da Energia Mecânica. TEXTO: 1 - Comum à questão: 1 Andar de bondinho no complexo do Pão de Açúcar no Rio de Janeiro é um dos passeios aéreos urbanos mais famosos do mundo. Marca registrada da cidade, o Morro do Pão de Açúcar é constituído de um único bloco de granito, despido de vegetação em sua quase totalidade e tem mais de 600 milhões de anos. Questão 01 - (UNICAMP SP) A altura do Morro da Urca é de 220 m e a altura do Pão de Açúcar é de cerca de 400 m, ambas em relação ao solo. A variação da energia potencial gravitacional do bondinho com passageiros de massa total M = 5000 kg, no segundo trecho do passeio, é (Use g = 10 m/s 2.) a) 11 x 10 6 J. b) 20 x 10 6 J. c) 31 x 10 6 J. d) 9 x 10 6 J. Questão 02 - (UNISA SP) Uma esfera é abandonada com velocidade inicial nula do alto de uma rampa com 8 metros de altura, que termina em uma pista semicircular de raio 3 metros, contida em um plano vertical, como mostra a figura. Não há atrito ao longo da pista, e o raio da esfera é desprezível comparado com as dimensões fornecidas. A razão V V pontos A e B, respectivamente, é igual a a) 3. A B entre as velocidades atingidas pela esfera nos

2 b) 4. c) 5. d) 2. e) 6. Questão 03 - (FPS PE) Uma esfera de massa m = 0,2 kg parte do ponto A, conforme a figura abaixo, com uma velocidade inicial v1 desconhecida. A partícula atinge o ponto B, localizado a uma altura h2 em relação ao solo, parando neste ponto e voltando a cair em queda livre até atingir novamente a calha. As alturas inicial e final valem respectivamente h1 = 0,45 m e h2 = 0,9 m. Considere que a aceleração da gravidade vale 10 m/s 2. Desprezando o atrito entre a partícula e a calha, o módulo da velocidade inicial v1 da esfera é igual a: a) 0,5 m/s b) 1 m/s c) 2 m/s d) 3 m/s e) 4 m/s Questão 04 - (UFPR) Considere um edifício em construção, constituído pelo andar térreo e mais dez andares. Um servente de pedreiro deixou cair um martelo cuja massa é 0,5 kg a partir de uma altura do piso do décimo andar. Suponha que cada andar tem uma altura de 2,5 m e que o martelo caiu verticalmente em queda livre partindo do repouso. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2 e o martelo como uma partícula. Despreze a resistência do ar, a ação do vento e a espessura de cada piso. Levando em conta as informações dadas, analise as seguintes afirmativas: 1. A velocidade do martelo ao passar pelo teto do 1º andar era 20 m/s. 2. A energia cinética do martelo ao passar pelo piso do 5º andar era maior que 100 J. 3. Se a massa do martelo fosse o dobro, o tempo de queda até o chão diminuiria pela metade. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. c) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.

3 e) As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. Questão 05 - (UDESC) Analise as proposições em relação à informação: duas esferas sólidas, uma de massa m1 = m e outra de massa m2 = 2m, estão em repouso a uma altura H do solo. I. Os trabalhos realizados para deslocar as duas esferas do solo até a altura H são iguais. II. A energia potencial das duas esferas é igual. III. A energia potencial da esfera 2 é o dobro da energia potencial da esfera 1. IV. Nada se pode afirmar sobre a energia cinética das duas esferas. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. b) Somente a afirmativa III é verdadeira. c) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. d) Somente a afirmativa II é verdadeira. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. Questão 06 - (UEM PR) Do terraço de um prédio, uma pessoa arremessa uma bola verticalmente para baixo. No instante em que a bola deixa a mão da pessoa, a energia cinética da bola é de 10 J e, em relação ao solo, a energia potencial gravitacional da bola é de 16 J. No instante em que a bola toca o solo, sua energia cinética é de 20 J. Com base nessas informações, assinale o que for correto. 01. A energia mecânica total da bola no instante em que ela toca o solo é de 30 J. 02. A variação da energia potencial gravitacional varia linearmente com a altura. 04. A quantidade de energia mecânica convertida em outras formas de energia, durante o movimento de queda da bola, é de 6 J. 08. No movimento de queda da bola, só atuam forças conservativas. 16. Durante a queda da bola, o trabalho realizado pela força peso sobre a bola é positivo. Questão 07 - (UNIMONTES MG) Um plano inclinado possui comprimento de base igual a L e altura H. Uma esfera é posicionada, a partir do repouso, no centro do plano inclinado (veja a figura). A aceleração da gravidade no local possui módulo g. Considerando que a energia mecânica seja conservada, a velocidade da esfera no instante em que chega à base do plano inclinado será:

4 a) 2 gh b) gh c) gh 2 d) 2 gh Questão 08 - (UNISC RS) Um esqueitista desce uma rampa de uma altura h = 5m, do ponto A até o ponto B. Considerando que g = 10m/s 2 e sabendo que a velocidade do esqueitista no ponto A é igual a zero e desprezando toda forma de atrito, ele alcança o ponto B com uma velocidade de a) 10m/s b) 12m/s c) 14m/s d) 16m/s e) 18m/s Questão 09 - (Centro Università rio Sà o Camilo SP) Um corpo de 100 kg está inicialmente na parte mais alta de uma rampa de 50 metros de altura, em um local onde a aceleração da gravidade é constante e igual a 10 m/s 2, conforme mostra a figura.

5 O corpo começa a descer a rampa com velocidade inicial nula e, na parte mais baixa da rampa, verifica-se que a velocidade do corpo é 20 m/s. Ao longo de toda a descida do corpo, a energia mecânica dissipada, em quilojoules, é a) 25. b) 35. c) 20. d) 30. e) 40. TEXTO: 2 - Comum à questão: 10 Se necessário considerar os dados abaixo: Aceleração da gravidade: 10 m/s 2 Densidade da água: 1 g/cm 3 = 10 3 kg/m 3 Calor específico da água: 1 cal/g. C Carga do elétron = 1,6 x C Massa do elétron = 9 x kg Velocidade da luz no vácuo = 3 x 10 8 m/s Constante de Planck = 6,6 x J.s sen 37 = 0,6 cos 37 = 0,8 Questão 10 - (UFPE) Um bloco de massa 2 kg desliza, a partir do repouso, por uma distância d = 3 m, sob a ação de uma força de módulo F = 10 N (ver figura). No final do percurso, a velocidade do bloco é v = 3 m/s. Calcule o módulo da energia dissipada no percurso, em joules. Questão 11 - (UEFS BA) Uma bala perdida atingiu a parede de uma residência, ficando alojada no seu interior. Para determinar a velocidade que a bala atingiu a parede, um perito determinou a profundidade do furo feito pela bala como sendo de 16,0cm. Sabendo-se que a bala com massa de 10,0g atingiu perpendicularmente a parede, penetrando-a na direção do movimento, e considerando-se a força de resistência da parede constante com módulo de 5, N, a velocidade da bala, quando atingiu a parede, em m/s, era de a) 300 b) 350 c) 400

6 d) 450 e) 500 Questão 12 - (UEPG PR) No que respeita à energia e suas transformações, assinale o que for correto. 01. O trabalho não é uma forma de energia, mas uma maneira de transferir energia de um lugar para outro, ou de transformar uma forma de energia em outra. 02. A energia cinética de um corpo a 80 km/h é 16 vezes maior que a do mesmo corpo a 20 km/h. 04. A energia potencial gravitacional de um corpo depende da posição em relação a um ponto de referência. 08. A quantidade de energia utilizável diminui a cada transformação sofrida até que dela nada reste. 16. A energia cinética de um sistema é energia em trânsito ou em transformação. Questão 13 - (UFT TO) Um atleta de bung-jump de 72 kg salta de uma ponte de 40 metros de altura, preso por uma corda elástica de constante elástica 100 N/m. Qual deve ser o máximo comprimento da corda para que o atleta chegue com velocidade nula ao chão. Considere que a corda obedece a lei de Hooke, e que o módulo da aceleração da gravidade é constante e igual a 10m/s 2. a) 18,9 m b) 39 m c) 20,3 m d) 12,7 m e) 16 m TEXTO: 3 - Comum à questão: 14 Nesta prova, quando necessário, considere: a aceleração da gravidade é 10 m/s 2. a resistência do ar pode ser desprezada. Questão 14 - (UFPB) A fim de testar a validade das leis da Dinâmica, um estudante monta um experimento, no laboratório do seu colégio, em que um bloco de 2 kg de massa move-se sobre uma pista, conforme ilustrado na figura. Ele lustra a pista muito bem, de forma que o atrito torna-se desprezível, exceto pela região plana final a partir do ponto C indicado na figura. Inicialmente, o estudante empurra o bloco comprimindo 4 cm uma mola, com constante elástica 200 N/cm.

7 Considerando que os pontos A, B, C e D estão localizados conforme a figura acima, identifique as afirmativas corretas: I. A velocidade do bloco no ponto A, após perder contato com a mola, é de 4 m/s. II. A velocidade do bloco no ponto B é maior que 4 m/s. III. A energia mecânica do bloco no ponto C é maior que no ponto B. IV. A distância percorrida pelo bloco até parar será de 1 m, se o coeficiente de atrito, após o ponto C, for de 0,8. V. A distância percorrida pelo bloco até parar será de 1,4 m, se o coeficiente de atrito, após o ponto C, for de 0,2. GABARITO: 1) Gab: D 2) Gab: D 3) Gab: D 4) Gab: A 5) Gab: B 6) Gab: 22 7) Gab: B 8) Gab: A 9) Gab: D 10) Gab: 15 J 11) Gab: C

8 12) Gab: 31 13) Gab: E 14) Gab: I, II, IV

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