Lista de exercícios sobre Energia Organizada pelo prof. Marcelo Caldas Chaves

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1 Lista de exercícios sobre Energia Organizada pelo prof. Marcelo Caldas Chaves Questão 01 Uma estação de esqui possui seu ponto mais alto a 4840 m acima do nível do mar. Um esquiador de massa 80,0 kg parte do repouso do seu ponto mais alto, descendo até a metade da altitude da montanha. Considerando que os efeitos de atrito e a resistência do ar dissipam 1920 kj da energia mecânica até esse ponto, assinale a alternativa que contém a velocidade do esquiador nessa altitude. a) 22,0 m/s b) 200 m/s c) 20,0 m/s d) 220 m/s e) 221 m/s Questão 02 A montanha russa é uma atração radical em um parque de diversões e sempre atrai um grande número de visitantes. Na figura, um carrinho de massa 300 kg é abandonado do repouso no ponto A e desce, com atrito desprezível, até o ponto B. Entre B e C, o atrito torna-se considerável, o que faz com que o carrinho pare no ponto C. Sabendo que o coeficiente de atrito entre o carrinho e a pista no trecho horizontal BC vale 0,5, adotando g = 10 m/s 2 e desprezando a resistência do ar, pode-se afirmar que a distância entre B e C, percorrida pelo carrinho até parar, em metros, é igual a a) 12,8. b) 19,0. c) 25,6. d) 38,0. e) 51,2. Questão 03 Um canhão construído com uma mola de constante elástica 500 N/m possui em seu interior um projétil de 2 kg a ser lançado, como mostra a figura abaixo. Antes do lançamento do projétil, a mola do canhão foi comprimida em 1m da sua posição de equilíbrio. Tratando o projétil como um objeto puntiforme e desconsiderando os mecanismos de dissipação, analise as afirmações abaixo.

2 Considere g = 10 m/s 2. I. Ao retornar ao solo, a energia cinética do projétil a 1,5 m do solo é 250 J. II. A velocidade do projétil, ao atingir a altura de 9,0 m, é de 10 m/s. III. O projétil possui apenas energia potencial ao atingir sua altura máxima. IV. Por meio do teorema da conservação da energia, é correto afirmar que a energia cinética do projétil, ao atingir o solo, é nula, pois sua velocidade inicial é nula. Usando as informações do enunciado, assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas. a) Apenas II e III. b) Apenas I. c) Apenas I e II. d) Apenas IV. Questão 04 Uma bola de basquete é solta de uma altura de 1,0 metro e, a cada colisão com o chão, ela dissipa 10% de sua energia mecânica. Após 3 toques no chão, a bola atingirá uma altura de, aproximadamente, Gab: D a) 54 cm. b) 63 cm. c) 69 cm. d) 73 cm. e) 81 cm. Questão 05 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 25 m. Qual é o aumento da energia potencial gravitacional quando uma embarcação de massa m = 1, kg é elevada na eclusa? a) 4, J. b) 1, J. c) 3, J. d) 3, J. Gab: D

3 Questão 06 Analise a figura que apresenta a distribuição de incidência de radiação solar no Brasil em wh/m 2. (Fernando Cabral e Alexandre Lago. Física 1, Adaptado.) Considere que, num período de 10 horas, a energia solar coletada em um metro quadrado na região do Triângulo Mineiro seja igual ao limite inferior do intervalo indicado na figura. Ao erguer nesse local uma carga de kg, utilizando essa quantidade de energia solar coletada, poderíamos elevá-la a uma altura máxima, em metros, de a) b) c) d) e) Gab: B Questão 07 Na figura abaixo um bloco de massa m, inicialmente em repouso, é solto a partir do ponto A, seguindo o caminho curvo ABC delimitado por um trilho, no qual existe atrito entre as superfícies de contato. Os pontos A e C estão no mesmo nível. Com relação ao movimento executado pelo bloco sobre o trilho, assinale o que for correto. 01. A 2ª lei de Newton não pode ser aplicada a esse movimento, pois nele atuam somente forças dissipativas. 02. O trabalho realizado pela força de atrito, durante todo o percurso, reduz a energia mecânica do sistema. 04. A energia potencial gravitacional do bloco não é conservada durante o movimento. 08. O bloco certamente não atingirá o ponto C. 16. Ao passar pelo ponto B a velocidade do bloco será máxima. Gab: 30

4 Questão 08 Sobre a energia mecânica e a conservação de energia, assinale o que for correto. 01. Denomina-se energia cinética a energia que um corpo possui, por este estar em movimento. 02. Pode-se denominar de energia potencial gravitacional a energia que um corpo possui por se situar a uma certa altura acima da superfície terrestre. 04. A energia mecânica total de um corpo é conservada, mesmo com a ocorrência de atrito. 08. A energia total do universo é sempre constante, podendo ser transformada de uma forma para outra; entretanto, não pode ser criada e nem destruída. 16. Quando um corpo possui energia cinética, ele é capaz de realizar trabalho. Gab: 27 Questão 09 As gravuras de Escher, mostradas a seguir, apresentam situações em que imagens tridimensionais projetadas no plano provocam uma ilusão que retrata a violação de um princípio fundamental da física. Disponível em: < Acesso em: 23 set [Adaptado]. Quanto aos sentidos produzidos pelas gravuras, qual é o princípio físico violado e qual a noção que eles traduzem? a) Inércia e paralelismo. b) Inércia e ambiguidade. c) Conservação da energia mecânica e circularidade. d) Conservação da energia mecânica e paralelismo. e) Conservação da quantidade de movimento e circularidade.

5 Questão 10 Na realização de um experimento verificou-se a existência de uma constante de proporcionalidade entre a energia potencial gravitacional e a altura até onde um objeto era erguido. Neste caso, em termos dimensionais, essa constante de proporcionalidade é equivalente a: a) trabalho b) potência c) velocidade d) aceleração e) força Gab: E Questão 11 Um bloco de massa 0,10 kg é abandonado, a partir do repouso, de uma altura h de 1,2 m em relação a uma mola ideal de constante elástica 0,10 N/cm. Como é mostrado na figura rotulada como Depois, abaixo, o bloco adere à mola após o choque. No desenho, A é o ponto de abandono do bloco, B é o ponto de equilíbrio da mola, e C é o ponto onde há maior compressão da mola. Despreze perdas de energia por atrito. a) Identifique, em um diagrama, as forças que atuam no corpo, quando a deformação da mola é máxima. b) Determine a velocidade do bloco imediatamente antes de se chocar com a mola. c) Determine o trabalho realizado sobre o bloco pela força gravitacional entre os pontos A e B. d) Determine a deformação máxima sofrida pela mola. Gab: a) b) v B = -4,9 m/s c) g = 1,2 J d) y = 0,6 m

6 Questão 12 Em alguns parques de diversão, há um brinquedo radical que funciona como um pêndulo humano. A pessoa, presa por uma corda inextensível amarrada a um ponto fixo acima de sua cabeça, é erguida por um guindaste até uma altura de 20 m. A partir daí, ela é solta fazendo um movimento pendular. Veja a figura. e admitirmos a aceleração da gravidade de 10 m/s 2 e desprezarmos qualquer tipo de atrito, a velocidade com que a pessoa passará no ponto A mais baixo da trajetória, em km/h, será de a) 18. b) 24. c) 36. d) 48. e) 72. Gab: E Questão 13 Uma esfera de massa m = 1,0 kg, inicialmente em repouso, a uma altura h = 6,0 m, é abandonada sobre uma mola ideal de constante elástica k = 1,0 x 10 2 N/m, como ilustra a figura a seguir. Considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s 2. Desprezando quaisquer dissipações de energia, assinale as proposições a seguir: I. A velocidade da esfera começa a diminuir a partir do instante em que a esfera atinge a mola. II. A máxima deformação da mola é x máx = 1,0 m. III. A deformação da mola no instante em que a velocidade da esfera for máxima é x = 10 cm. IV. A velocidade máxima da esfera é v máx = 11 m/s. V. A velocidade com que a esfera é arremessada para cima no instante em que perde o contato com a mola é v = 2(30) 0,5 m/s. Estão CORRETAS a) I, II, III, IV e V. b) I, III e IV. c) I, II, IV e V. d) III, IV e V. e) II, IV e V. Gab: D

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