FÍSICA - 1 o ANO MÓDULO 25 TRABALHO E POTÊNCIA

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1 FÍSICA - 1 o ANO MÓDULO 25 TRABALHO E POTÊNCIA

2 F A θ d B

3 F τ F d

4 P A θ g h d C B

5 F el Kx A t O x x

6 B F at N F 5,00 m A P 12,0 m

7 P A = t (numericamente) O t t

8 Fixação 1) Um corpo de massa igual a 0,50 kg, sujeito à ação de uma força constante, na direção do movimento, teve sua velocidade variada de 3,0 m/s para 5,0 m/s em 2,0s. Calcule o trabalho realizado pela força resultante que motivou essa variação de velocidade.

9 Fixação 2) Um caixote de madeira com massa 10 kg é empurrado sobre um piso horizontal por uma força horizontal F de intensidade 50 N. O coeficiente de atrito entre o caixote e o piso é igual a 0,4. A aceleração da gravidade no local é igual a 10 m/s 2. Determine o trabalho da força resultante que atua sobre o caixote em um deslocamento de 10 m.

10 Fixação 3) Uma máquina tem potência útil igual a 2,5 kw. Com essa máquina pode-se erguer um corpo de massa m com velocidade 5,0 m/s. Qual deverá ser o valor de m? Adote g = 10 m/s 2.

11 Fixação 4) O gráfico da figura mostra a variação da intensidade da força F que atua sobre um corpo, paralelamente à sua trajetória, em função de sua posição (d). 20 F (N) 0 10 d (m) Se de d = 2m até d = 6m passaram-se 4s, qual a potência média dissipada nesse intervalo?

12 Fixação 5) Num teste de desempenho de um veículo de massa kg, verificou-se que ele pode atingir a velocidade de 72 km/h, partindo do repouso, em 3,0 s. Calcule a potência média nesse intervalo de tempo, em HP. Despreze as perdas e considere 1,000 HP = 746,0 W.

13 Proposto 1) No esquema mostrado, as forças indicadas são constantes de intensidades: F = 60 N, Fat = 8,0 N, P = 100 N e N = 91 N. Determine o trabalho realizado por cada uma das forças e pela força resultante no trajeto de A a B. Considere. B F at N F 4 m A P 10m

14 Proposto 2) Um carrinho de massa 0,5 kg apoiado sobre uma superfície plana e horizontal, está sendo puxado pela força F, de módulo 4,0 N, que atua na mesma direção do deslocamento do carrinho, como indicado na figura. F x = 0 x = 0,5 x (m) a) Qual é o trabalho realizado pela força F, quando o carrinho se desloca de x = 0 para x = 0,5 m? b) Qual será a velocidade do carrinho ao passar pela posição x =0,5m, se passou por x =0 com velocidade de 1m/s? (Despreze possíveis atritos).

15 Proposto 3) (UERJ) Um pequeno vagão, deslocando-se sobre trilhos, realiza o percurso entre os pontos A e C, segundo a forma representada na figura abaixo, na qual h 1 e h 2 são os desníveis do trajeto. C h 1 h 2 A B Os trabalhos realizados entre os pontos A e C, pelo peso ( P ) do carrinho e pela reação normal ( N ) exercida pelos trilhos sobre o vagão, correspondem, respectivamente, a: a) - P (h 1 + h 2 ) e N (h 1 - h 2 ) c) P h 2 e N h 2 b) P (h 1 + h 2 ) e 0 d) - P h 2 e 0

16 Proposto 4) Um pequeno bloco de massa 2,0 kg encontra-se inicialmente em repouso num ponto 0. A força resultante F que passa a agir no bloco o faz mover-se ao longo de um eixo x. A intensidade da força F varia de acordo com o gráfico. 12 F(N) 0 2,0 4,0 x (m) Determine o trabalho realizado pela de x= 0 até x= 3,0m.

17 Proposto 5) (UERJ) Um corpo está apoiado sobre um plano hori-zontal, com atrito desprezível e sob a ação de uma força paralela ao plano de apoio. F plano horizontal O diagrama abaixo representa a variação da posição do corpo durante 10 segundos de ação da força. 20 F (N) 0 5,0 S (m) A potência desenvolvida pela força, durante o intervalo de tempo referido, é: a) 10 W d) 50 W b) 20 W e) 60 W c) 30 W

18 Proposto 6) Um carro lançado pela indústria brasileira tem, apro-ximadamente, kg e pode acelerar do repouso até uma velocidade 108 km/h, em 10 segundos. Supondo que a força para isso se mantenha constante: a) qual o trabalho realizado nessa aceleração? b) qual a potência do carro em cv?

19 Proposto 7) (UERJ) Um objeto é deslocado em um plano sob a ação de uma força de intensidade igual a 5 N, percorrendo em linha reta uma distância igual a 2 m. Considere a medida do ângulo entre a força e o deslocamento do objeto igual a 15º, e T o trabalho realizado por essa força. Uma expressão que pode ser utilizada para o cálculo desse trabalho, em joules, é T= 5 x 2 x sen θ. Nessa expressão, θ equivale, em graus, a: a) 15 c) 45 b) 30 d) 75

20 Proposto 8) Uma caixa d água, cuja capacidade é de litros, está situada a 6,0 m de altura do reservatório. Uma bomba funcionando durante 20 minutos eleva a água, enchendo completamente a caixa. A aceleração da gravidade é 10 m/s 2. A potência desenvolvida pelo motor da bomba para realizar essa tarefa foi, em watts, de: a) 1500 d) 1800 b) 400 e) c) 250

21 Proposto 9) O gráfico velocidade contra tempo, mostrado adiante, representa o movimento retilíneo de um carro de massa m = 600 kg numa estrada molhada. No instante t = 6s, o motorista vê um engarrafamento sua frente e pisa no freio. O carro, então, com as rodas travadas, desliza na pista até parar completamente. Despreze a resistência do ar. 10 v (m/s) a) Qual é o coeficiente de atrito entre os pneus do carro e a pista? b) Qual o trabalho, em módulo, realizado pela força de atrito entre os instantes t = 6 s e t = 8 s? t (s)

22 Proposto 10) (UNIRIO) A energia nuclear de Angra II foi projetada para gerar, aproximadamente, uma potência elétrica máxima de 1300MW a cada segundo. Admitindo-se que toda a energia elétrica produzida será efetivamente empregada em abastecimento domiciliar e que uma família média consome 200 kwh por mês, quantas famílias poderão ser beneficiadas com a energia produzida em Angra II? Considere: 1MW = 1,0 x 10 6 W a) 6,5 milhões; d) 1,5 milhões; b) 1,2 milhões; e) 4,7 milhões. c) 5,9 milhões;

23 Proposto 11) (PUC) A força de atrito viscoso sobre um determinado barco é diretamente proporcional sua velocidade em relação à água. Sob outro aspecto, a potência desenvolvida pela força motriz para deslocar o barco numa dada velocidade e em movimento retilíneo pode ser calculada pelo produto entre os módulos da força e da velocidade. Verifica-se que, para deslocar o barco com velocidade constante de módulo 12km/h, é necessária potência motriz de 6,0 quilowatts (kw). Para deslocar o mesmo barco com velocidade constante de módulo 24km/h, será necessária potência motriz de: a) 24 kw d) 14 kw b) 18 kw e) 10 kw c) 16 kw