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1 olégio FAAT Ensino Fundamental e Médio Lista de exercícios de Física - 3º Bimestre Nome: Série: 1ªA/B Profa. Kelly N.: / /17 (A) ONTEÚDO PROGRAMÁTIO: A seguir apresenta-se o conteúdo contemplado no programa de recuperação: Energia cinética, potencial e mecânica; Teoremas que relacionam trabalho e energia: TE, TEP, TEM; Dissipação e conservação da energia mecânica. (B) EXERÍIOS: 1. onsidere um lançador de bolinhas de tênis, colocado em um terreno plano e horizontal. O lançador é posicionado de tal maneira que as bolinhas são arremessadas de 80 cm do chão em uma direção que faz um ângulo de 30 graus com a horizontal. Desconsiderando efeitos de rotação da bolinha e resistência do ar, a bolinha deve realizar uma trajetória parabólica. Sabemos também que a velocidade de lançamento da bolinha é de 10,8 km/h. Qual é o módulo da velocidade da bolinha quando ela toca o chão? Se necessário, considere que a aceleração da gravidade seja igual a 10 m/s² e que uma bolinha de tênis tenha 50 g de massa. a) 3 m/s b) 5 m/s c) 6 m/s d) 14,4 km/h e) 1,6 km/h. A figura abaixo ilustra (fora de escala) o trecho de um brinquedo de parques de diversão, que consiste em uma caixa onde duas pessoas entram e o conjunto desloca-se passando pelos pontos A, B, e D até atingir a mola no final do trajeto. Ao atingir e deformar a mola, o conjunto entra momentaneamente em

2 repouso e depois inverte o sentido do seu movimento, retornando ao ponto de partida. No exato instante em que o conjunto ( pessoas + caixa) passa pelo ponto A sua velocidade é igual a va = 10 m/s. onsiderando que o conjunto possui massa igual a 00 kg qual é a deformação que a mola ideal, de constante elástica 1100 N/m sofre quando o sistema atinge momentaneamente o repouso? Utilize g = 10 m/s² e despreze qualquer forma de atrito. a) 3,7 m b) 4,0 m c) 4,3 m d) 4,7 m 3. Um carro, em um trecho retilíneo da estrada na qual trafegava, colidiu frontalmente com um poste. O motorista informou um determinado valor para a velocidade de seu veículo no momento do acidente. O perito de uma seguradora apurou, no entanto, que a velocidade correspondia a exatamente o dobro do valor informado pelo motorista. onsidere E1 a energia cinética do veículo calculada com a velocidade informada pelo motorista e E aquela calculada com o valor apurado pelo perito. A razão E1/E corresponde a: a) 1/ b) 1/4 c) 1 d) 4. Um carrinho parte do repouso, do ponto mais alto de uma montanha-russa. Quando ele está a 10 m do solo, a sua velocidade é de 1 m/s. Desprezando todos os atritos e considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² podemos afirmar que o carrinho partiu de uma altura de

3 a) 10,05 m b) 1,08 m c) 15,04 m d) 0,04 m e) 1,0 m 5. O gráfico a seguir mostra a energia cinética de um pequeno bloco em função da altura. Na altura h = 0 a energia potencial gravitacional do bloco é nula. O bloco se move sobre uma superfície com atrito desprezível. alcule a energia potencial gravitacional máxima do bloco, em joules. 6. Um esquilo voador consegue planar do alto de uma árvore, a uma altura de 10 m até o chão, com velocidade constante de 5 m/s. onsiderando a aceleração da gravidade g = 10 m/s e a massa do esquilo kg, é ORRETO afirmar que o trabalho da força de sustentação que atua sobre o esquilo ao longo desse deslocamento é de a) 50 J b) 00 J c) 0 J d) 5 J e) -50 J 7. 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 ORRETO afirmar que, para que o bloco atinja o ponto B com uma velocidade de 1,0 m/s, é necessário comprimir a mola em:

4 a) 0,90 cm b) 90,0 cm c) 0,81 m d) 81,0 cm e) 9,0 cm 8. Uma pequena caixa é lançada em direção ao solo, sobre um plano inclinado, com velocidade igual a 3,0 m/s. A altura do ponto de lançamento da caixa, em relação ao solo, é igual a 0,8 m. onsiderando que a caixa desliza sem atrito, estime a sua velocidade ao atingir o solo. Utilize: Aceleração da gravidade = 10 m/s. 9. Para fazer um projeto da barragem de uma usina hidrelétrica de 19,8 m de altura, o projetista considerou um pequeno volume de água ΔV caindo do topo da barragem a uma velocidade inicial de m/s sobre as turbinas na base da barragem. onsiderando o exposto, calcule a velocidade do volume de água ΔV ao chegar à turbina na base da barragem. Dados: Densidade da água: ρ = 1 g/cm³ g = 10m/s 10. Duas gotas de orvalho caem de uma mesma folha de árvore, estando ambas a uma altura h do solo. As gotas possuem massas m1 e m, sendo m = m1. Ao atingirem o solo, suas velocidades e energias cinéticas são, respectivamente, v1, E1 e v, E. Desprezando o atrito e o empuxo, determine as razões v1/v e E1/E. 11. onsidere um automóvel de passeio de massa m e um caminhão de massa M. Assuma que o caminhão tem velocidade de módulo V. Qual o módulo da velocidade do automóvel para que sua energia cinética seja a mesma do caminhão? a) 1/ M V. m c) 1 M V. m b) M V. m d) M V 1. m TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto:

5 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. O passeio completo no complexo do Pão de Açúcar inclui um trecho de bondinho de aproximadamente 540 m da Praia Vermelha ao Morro da Urca, uma caminhada até a segunda estação no Morro da Urca, e um segundo trecho de bondinho de cerca de 70 m do Morro da Urca ao Pão de Açúcar 1. A altura do Morro da Urca é de 0 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/s²) a) 11 x 10 6 J b) 0 x 10 6 J c) 31 x 10 6 J d) 9 x 10 6 J 13. Um carro, de massa 1000 kg, passa pelo ponto superior A de um trecho retilíneo, mas inclinado, de certa estrada, a uma velocidade de 7 km/h. O carro se desloca no sentido do ponto inferior B, 100 m abaixo de A, e passa por B a uma velocidade de 108 km/h. A aceleração da gravidade local é de 10 m/s. O módulo do trabalho realizado pelas forças dissipativas sobre o carro em seu deslocamento de A para B vale, em joules, a) 1,0 x 10 5 b) 7,5 x 10 5 c) 1,0 x 10 6 d) 1,7 x 10 6 e),5 x Um corpo de massa 5 kg, que se movimenta com velocidade constante, sofreu um aumento em sua velocidade de 4 m/s e sua energia cinética passou a ser de 1000 J. Sendo assim, a velocidade do corpo antes do referido aumento era de

6 a) 10 m/s. b) 1 m/s. c) 16 m/s. d) 18 m/s. 15. Uma força horizontal de módulo constante F = 100 N é aplicada sobre um carrinho de massa M = 10,0 kg que se move inicialmente a uma velocidade vi = 18 km/h. Sabendo-se que a força atua ao longo de um deslocamento retilíneo d =,0 m, a velocidade final do carrinho, após esse percurso, vale, aproximadamente, a) 5,0 m/s b) 8,1 m/s c) 19,1 m/s d) 65,0 m/s 16. 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 Note e adote: - Aceleração da gravidade: 10 m/s²; - A faixa é perfeitamente elástica; sua massa e efeitos dissipativos devem ser ignorados. 0 m/s a) 5 m/s b) 10 m/s c) 15 m/s d) 0 m/s 17. Uma bola de massa 10 g é solta de uma altura de 1, m a partir do repouso. A velocidade da bola, imediatamente após colidir com o solo, é metade daquela registrada antes de colidir com o solo. alcule a energia dissipada pelo contato da bola com o solo, em mj, Dados: g 10 m s Despreze a resistência do ar a) 30 b) 40 c) 60 d) 90 e) Recentemente, a sonda New Horizons tornou-se a primeira espaçonave a sobrevoar Plutão, proporcionando imagens espetaculares desse astro distante. a) A sonda saiu da Terra em janeiro de 006 e chegou a Plutão em julho de 015. onsidere que a sonda percorreu uma distância de 4,5 bilhões de quilômetros nesse percurso e que 1

7 ano é aproximadamente 3 x 10 7 s. alcule a velocidade escalar média da sonda nesse percurso. b) A sonda New Horizons foi lançada da Terra pelo veículo espacial Atlas V 511, a partir do abo anaveral. O veículo, com massa total m = 5 x 10 5 kg, foi o objeto mais rápido a ser lançado da Terra para o espaço até o momento. O trabalho realizado pela força resultante para levá-lo do repouso à sua velocidade máxima foi de τ = 768 x J. onsiderando que a massa total do veículo não variou durante o lançamento, calcule sua velocidade máxima. 19. onsidere que a cabine de um elevador despenque sem atrito em queda livre de uma altura de 3 m, que corresponde aproximadamente a um andar. onsiderando que a cabine tenha massa de 500 kg e a aceleração da gravidade seja 10 m/s², a energia cinética ao final da queda será, em kj, a) b) 1500 c) 15 d) 1,5 0. Um menino solta uma moeda, a partir do repouso, sobre um plano inclinado. Desprezando-se o atrito, pode-se afirmar que a velocidade, ao final da rampa, é a) igual a de qualquer ponto anterior à do final. b) diretamente proporcional à altura do plano. c) diretamente proporcional ao quadrado da altura do plano. d) diretamente proporciona à raiz quadrada da altura do plano. e) inversamente proporcional à altura do plano. FORMULÁRIO: E E Pg m v m g h E Pel k x E M E E P g E Pel τ F R ΔE E f E i

8 GABARITO 1 B 11 A B 1 D 3 B 13 B 4 EPg = 6 J B 6 B 16 A 7 E 17 D 8 v = 5 m/s 18 a) vm = 1,58 x 10 4 m/s; b) v = 1,6 x 10 4 m/s 9 v = 0 m/s v1/v = 1 E1/E = 1/ 0 D

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