Revisão Trabalho Energia MHS EsPCEx 2018 Prof. Douglão

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1 Revisão Trabalho Energia MHS EsPCEx 018 Prof. Douglão 1. Uma pedra com 6 kg de massa está em repouso e apoiada sobre uma mola vertical. A força peso da pedra gera uma compressão de 10 cm na mola (Figura a). Na sequência, a pedra sofre a atuação de uma força F vertical que gera na mola uma compressão adicional (além dos 10 cm iniciais de compressão devido à força peso) de 0 cm. Nesta situação de compressão máxima da mola, a pedra fica novamente em repouso (Figura b). A partir desta situação de equilíbrio, a força F é retirada instantaneamente, liberando a mola e gerando um movimento vertical na pedra (Figura c). Despreze o atrito e considere que: - g 10m s ; - a pedra não está presa à mola; - e o valor da energia potencial gravitacional da pedra é nulo no ponto de compressão máxima da mola. e) O vetor força F tem módulo igual a 10 N.. Um prédio em construção, de 0 m de altura, possui, na parte externa da obra, um elevador de carga com massa total de 6 ton, suspenso por um cabo inextensível e de massa desprezível. O elevador se desloca, com velocidade constante, do piso térreo até a altura de 0 m, em um intervalo de tempo igual a 10 s. Desprezando as forças dissipativas e considerando a intensidade da aceleração da gravidade igual a 10 m s, podemos afirmar que a potência média útil desenvolvida por esse elevador é: a) 10 kw b) 180 kw c) 00 kw d) 360 kw e) 600 kw 3. Helena, cuja massa é 50 kg, pratica o esporte radical bungee jumping. Em um treino, ela se solta da beirada de um viaduto, com velocidade inicial nula, presa a uma faixa elástica de comprimento natural L0 15 m e constante elástica k 50 N m. Quando a faixa está esticada 10 m além de seu comprimento natural, o módulo da velocidade de Helena é De acordo com as informações acima, assinale a alternativa INCORRETA. a) A constante elástica da mola é igual a 600 N m. b) A energia potencial elástica da mola, antes de ser liberada, enquanto sofre a atuação de F, é de 7 J. c) A energia cinética da pedra, após se deslocar verticalmente para cima por 40 cm (quando já não está mais em contato com a mola) a partir do ponto de compressão máxima da mola, é de 4 J. d) Após a mola ser liberada, quando F é retirada, a pedra se desloca verticalmente para cima 45 cm a partir do ponto em que se encontra em repouso durante a aplicação de F. Note e adote: - Aceleração da gravidade: 10 m s. - A faixa é perfeitamente elástica; sua massa e efeitos dissipativos devem ser ignorados. a) 0 m s b) 5 m s c) 10 m s d) 15 m s e) 0 m s 4.

2 Revisão Trabalho Energia MHS EsPCEx 018 Prof. Douglão A figura representa o perfil idealizado de uma pista de skate, uma das atividades físicas mais completas que existem pois trabalha o corpo, a mente e a socialização do praticante. A pista é composta por duas rampas, I e II, interligadas por um loop circular de raio R, em um local onde o módulo da aceleração da gravidade é igual a g. Considere um garoto no skate, de massa total m, como uma partícula com centro de massa movendo-se ao longo da pista. Sabe-se que o garoto no skate desce a rampa I, a partir do repouso, passa pelo ponto C com velocidade mínima sem perder o contato com a pista e abandona a rampa II. Com base neste gráfico, afirma-se que a velocidade e a força no instante indicado pela linha tracejada são respectivamente: a) positiva; a força aponta para a direita. b) negativa; a força aponta para a direita. c) nula; a força aponta para a direita. d) nula; a força aponta para a esquerda. 6. Um objeto de massa m, que pode ser tratado como uma partícula, percorre uma trajetória retilínea, e sua velocidade varia no tempo de acordo com a função cujo gráfico está descrito na Figura abaixo. Com base nessas informações e nos conhecimentos de Física, desprezando-se o atrito e a resistência do ar, é correto afirmar: a) A altura H da rampa I é igual a 3R. b) O módulo da velocidade do garoto no skate, ao passar pelo ponto A, é igual a 5gR. c) A intensidade da força normal que o garoto no skate recebe da superfície circular, ao passar pelo ponto B, é igual a 3mg. d) O módulo da velocidade mínima que o garoto no skate deve ter no ponto C é igual a gr. e) A componente horizontal da velocidade com que o garoto no skate abandona a rampa II tem módulo igual a 15gR O gráfico a seguir, representa a posição de uma massa presa à extremidade de uma mola. Considere os três instantes assinalados na Figura: o instante t 0, no qual a velocidade do objeto vale v 0, o instante t, 1 no qual a velocidade vale v 0, e o instante t, para o qual a velocidade do objeto continua valendo v 0. Os trabalhos realizados pela força resultante sobre o objeto entre os instantes t 0 e t 1(W ), e entre os instantes t 1 e t (W ), 1 valem a) W1 0 e W 0 b) W1 0 e W 0 c) W1 0 e W 0 d) W1 0 e W 0

3 Revisão Trabalho Energia MHS EsPCEx 018 Prof. Douglão e) W1 0 e W 0 7. Um corpo de massa 5 kg move-se ao longo do eixo x e sua aceleração em função da posição é variável. Qual é o trabalho total realizado sobre esse corpo quando ele se desloca desde x 0 até x 10 m? gravidade local água (10 m s ) e a densidade da 3 (1.000 kg m ). A diferença entre a potência teórica e a instalada é a potência não aproveitada. Disponível em: Acesso em: 11 mai. 013 (adaptado). Qual e a potência, em MW, não aproveitada em cada unidade geradora de Itaipu? a) 0 b) 1,18 c) 116,96 d) 816,96 e) ,04 a) 100 J b) 00 J c) 400 J d) 500 J e) J 8. Em uma perícia de acidente de trânsito, os peritos encontraram marcas de pneus referentes à frenagem de um dos veículos, que, ao final dessa frenagem, estava parado. Com base nas marcas, sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre os pneus e o asfalto é de 0,5 e considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m / s, os peritos concluíram que a velocidade do veículo antes da frenagem era de 108 km / h. Considerando o atrito dos pneus com o asfalto como sendo a única força dissipativa, o valor medido para as marcas de pneus foi de: a) 30 m. b) 45 m. c) 60 m. d) 75 m. e) 90 m. 10. Ótimos nadadores, os golfinhos conseguem saltar até 5m acima do nível da água do mar. Considere que um golfinho de 100 kg, inicialmente em repouso no ponto A, situado 3m abaixo da linha da água do mar, acione suas nadadeiras e atinja, no ponto B, determinada velocidade, quando inicia o seu movimento ascendente e seu centro de massa descreve a trajetória indicada na figura pela linha tracejada. Ao sair da água, seu centro de massa alcança o ponto C, a uma altura de 5m acima da linha da água, com módulo da velocidade igual a 4 10 m / s, conforme a figura. 9. A usina de Itaipu é uma das maiores hidrelétricas do mundo em geração de energia. Com 0 unidades geradoras e MW de potência total instalada, apresenta uma queda de 118,4 m e vazão nominal de m s por unidade geradora. O cálculo da potência teórica leva em conta a altura da massa de água represada pela barragem, a Considere que, no trajeto de B para C, o golfinho perdeu 0% da energia cinética que tinha ao chegar ao ponto B, devido à resistência imposta pela água ao seu movimento. Desprezando a resistência do ar sobre o golfinho fora da água, a velocidade da água do

4 Revisão Trabalho Energia MHS EsPCEx 018 Prof. Douglão mar e adotando g 10 m / s, é correto afirmar que o módulo da quantidade de movimento adquirida pelo golfinho no ponto B, em kg m / s, é igual a a) b).000. c) d) e) Um pequeno bloco de massa 0,500 kg está suspenso por uma mola ideal de constante elástica 00 N m. A outra extremidade da mola está presa ao teto de um elevador que, inicialmente, conduz o sistema mola/bloco com uma velocidade de descida constante e igual a,0 m s. Se, então, o elevador parar subitamente, a partícula irá vibrar com uma oscilação de amplitude, em centímetros, igual a a),00 b) 5,00 c) 8,00 d) 10,0 e) 13,0 1. Uma partícula, executando um movimento harmônico simples, move-se ao longo de um eixo Ox, e sua posição, em função do tempo ao longo desse eixo é representada no gráfico da figura abaixo. A partir da análise do gráfico, a função horária, em unidades SI, que representa corretamente o movimento harmônico simples descrito por essa partícula é a) x cos( πt) b) x sen( πt) c) x 4sen( πt π) d) x 4 cos( πt π ) 13. Um pêndulo simples, de comprimento de 100 cm, executa uma oscilação completa em 6 s, num determinado local. Para que esse mesmo pêndulo, no mesmo local, execute uma oscilação completa em 3 s, seu comprimento deverá ser alterado para: a) 00 cm. b) 150 cm. c) 75 cm. d) 50 cm. e) 5 cm. 14. Um pêndulo simples, constituído por um fio de comprimento L e uma pequena esfera, é colocado em oscilação. Uma haste horizontal rígida é inserida perpendicularmente ao plano de oscilação desse pêndulo, interceptando o movimento do fio na metade do seu comprimento, quando ele está na direção vertical. A partir desse momento, o período do movimento da esfera é dado por Note e adote: - A aceleração da gravidade é g. - Ignore a massa do fio. - O movimento oscilatório ocorre com ângulos pequenos. - O fio não adere à haste horizontal. a) π b) π c) L g L g L L π g g L L d) π g g e) π L g L g 15. Um garoto foi à loja comprar um estilingue e encontrou dois modelos: um com borracha mais dura e outro com borracha mais mole. O garoto concluiu que o mais adequado seria o que proporcionasse maior alcance horizontal, D, para as mesmas condições de arremesso, quando submetidos à

5 Revisão Trabalho Energia MHS EsPCEx 018 Prof. Douglão mesma força aplicada. Sabe-se que a constante elástica k d (do estilingue mais duro ) é o dobro da constante elástica k m (do estilingue mais mole ). D A razão entre os alcances d, referentes Dm aos estilingues com borrachas dura e mole, respectivamente, é igual a a) 1. 4 b) 1. c) 1. d). e) Um atleta corre em uma pista retilínea, plana e horizontal, com velocidade, em relação ao solo, constante e de módulo igual a 4 m/s. Não há vento, e a única força que se opõe ao seu movimento é a resistência do ar, que tem módulo proporcional ao quadrado da velocidade do atleta em relação ao ar, e a direção do seu movimento. Nessas condições, o atleta desenvolve uma potência P. Em certo instante, começa a soprar um vento de 4 m/s em relação ao solo, na direção do movimento do atleta e em sentido oposto. Nessa nova situação, a potência que o atleta desenvolve para manter a mesma velocidade de 4 m/s em relação ao solo é igual a a) 4P b) 16 P c) P d) 8P e) P Verifique quais das suposições levantadas estão corretas. l. A energia mecânica do carrinho não se conserva ao longo do trajeto de A até D e o trabalho das forças dissipativas de A até B vale 10 J. ll. A energia potencial do carrinho não é a mesma nos pontos A, B, C e D, porém, sua quantidade de movimento é a mesma nesses pontos. Ill. A energia mecânica do carrinho no ponto B vale 9 J. lv. Quando o carrinho estiver sobre o ponto B a superfície da mini montanha russa aplica sobre ele uma força normal de 6 N. V. No ponto B, a força peso e a força de reação da superfície da mini montanha russa sobre o carrinho possuem a mesma direção e o mesmo sentido. Todas as afirmações corretas estão em: a) IV - V b) II - III - IV c) I - II - III d) I - IV - V 18. Analise a figura abaixo. 17. Em um experimento de Física um carrinho de massa 1kg desce uma mini montanha-russa passando pelos pontos A, B, C e D, conforme a figura. Suas velocidades estão indicadas e as alturas dos pontos A, B, C e D são 5 m, 4 m, 3m e m, respectivamente. Na figura acima, temos dois sistemas massamola no equilíbrio, onde ambos possuem a mesma massa m 4,0 kg, no entanto, o coeficiente elástico da mola do sistema 1 é k1 36 N m e o do sistema é

6 Revisão Trabalho Energia MHS EsPCEx 018 Prof. Douglão k 100 N m. No ponto de equilíbrio, ambas as massas possuem a mesma posição vertical e, no instante t 0, elas são liberadas, a partir do repouso, após sofrerem um mesmo deslocamento vertical em relação aos seus respectivos pontos de equilíbrio. Qual será o próximo instante, em segundos, no qual elas estarão novamente juntas na mesma posição vertical inicial, ou seja, na posição vertical ocupada por ambas em t 0? Dado: considere π 3 a) 3,0 b) 4,5 c) 6,0 d) 7,5 e) 9,0 19. Um homem desce um escorregador de altura h (em relação ao solo) sujeito à ação da gravidade g. Suponha que, durante o percurso, β % da energia mecânica do sistema seja dissipada devido ao atrito entre o homem e o piso do escorregador, onde 0 β 100. Nestas condições, o homem chega ao solo com velocidade dada por a) βgh. β b) 1 gh. 100 β c) gh. 50 d) 3β gh. 100 β e) gh. 50 O gráfico v t abaixo representa a velocidade desse bloco em função do tempo, durante sua subida, desde o ponto A até o ponto B. Considere a existência de atrito entre o bloco e o plano inclinado e despreze quaisquer outras formas de resistência ao movimento. Sabendo que o bloco retorna ao ponto A, a velocidade com que ele passa por esse ponto, na descida, em m s, vale a) 4 b) c) d) 3 0. Um bloco, de massa kg, desliza sobre um plano inclinado, conforme a figura seguinte.