Sala de Estudos FÍSICA Lucas 2 trimestre Ensino Médio 3º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos Sistemas Conservativos e Potência Mecânica

Transcrição

1 Sala de Estudos FÍSICA Lucas trimestre Ensino Médio 3º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos Sistemas Conservativos e Potência Mecânica 1. (G1 - ifsc 01) 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 CORRETO afirmar que, para que o bloco atinja o ponto B com uma velocidade de 1,0 m/s, é necessário comprimir a mola em: a) 0,90 cm. b) 90,0 cm. c) 0,81 m. d) 81,0 cm. e) 9,0 cm.. (Ifsp 011) Uma caneta tem, em uma de suas pontas, um dispositivo de mola que permite ao estudante deixá-la com a ponta esferográfica disponível ou não para escrever. Com a intenção de descobrir a constante elástica desta mola, o estudante realiza um experimento seguindo o procedimento a seguir: 1º. Inicialmente ele mede a deformação máxima da mola, quando a caneta está pronta para escrever, e encontra um valor de 5 mm. º. Pressiona a caneta sobre a mesa (modo em que a mola está totalmente comprimida) e a solta até atingir uma altura de aproximadamente 10 cm. 3º. Mede a massa da caneta e encontra o valor de 0 gramas. 4º. Admite que a gravidade no local seja de 10 m/s e que toda a energia elástica da mola seja convertida em potencial. O valor encontrado pelo aluno da constante elástica da mola, em N/m, é, aproximadamente, de a) 800. b) c) 000. d) 400. e) (Espcex (Aman) 013) Um carrinho parte do repouso, do ponto mais alto de uma montanharussa. Quando ele está a 10 m do solo, a sua velocidade é de 1m s. Desprezando todos os atritos e considerando a aceleração da gravidade igual a carrinho partiu de uma altura de a) 10,05 m b) 1,08 m c) 15,04 m d) 0,04 m e) 1,0 m 10 m s, podemos afirmar que o 4. (Udesc 015) Deixa-se cair um objeto de massa 500g de uma altura de 5m acima do solo. Assinale a alternativa que representa a velocidade do objeto, imediatamente, antes de tocar o solo, desprezando-se a resistência do ar.

2 a) 10m / s b) 7,0m / s c) 5,0m / s d) 15m / s e),5m / s 5. (Fuvest 011) Um esqueitista treina em uma pista cujo perfil está representado na figura abaixo. O trecho horizontal AB está a uma altura h =,4 m em relação ao trecho, também horizontal, CD. O esqueitista percorre a pista no sentido de A para D. No trecho AB, ele está com velocidade constante, de módulo v = 4 m/s; em seguida, desce a rampa BC, percorre o trecho CD, o mais baixo da pista, e sobe a outra rampa até atingir uma altura máxima H, em relação a CD. A velocidade do esqueitista no trecho CD e a altura máxima H são, respectivamente, iguais a NOTE E ADOTE g = 10 m/s Desconsiderar: - Efeitos dissipativos. - Movimentos do esqueitista em relação ao esqueite. a) 5 m/s e,4 m. b) 7 m/s e,4 m. c) 7 m/s e 3, m. d) 8 m/s e,4 m. e) 8 m/s e 3, m. 6. (Udesc 011) Uma partícula com massa de 00 g é abandonada, a partir do repouso, no ponto A da Figura. Desprezando o atrito e a resistência do ar, pode-se afirmar que as velocidades nos pontos B e C são, respectivamente: a) 7,0 m/s e 8,0 m/s b) 5,0 m/s e 6,0 m/s c) 6,0 m/s e 7,0 m/s d) 8,0 m/s e 9,0 m/s e) 9,0 m/s e 10,0 m/s 7. (G1 - cftmg 01) Um carrinho é lançado sobre os trilhos de uma montanha russa, no ponto A, com uma velocidade inicial V, 0 conforme mostra a figura. As alturas h1, h e h3 valem, respectivamente, 16, m, 3,4 m e 9,8 m. Para o carrinho atingir o ponto C, desprezando o atrito, o menor valor de V0, em m/s, deverá ser igual a a) 10. b) 14. c) 18. d) 0.

3 8. (Fuvest 015) No desenvolvimento do sistema amortecedor de queda de um elevador de massa m, o engenheiro projetista impõe que a mola deve se contrair de um valor máximo d, quando o elevador cai, a partir do repouso, de uma altura h, como ilustrado na figura abaixo. Para que a exigência do projetista seja satisfeita, a mola a ser empregada deve ter constante elástica dada por Note e adote: - forças dissipativas devem ser ignoradas; - a aceleração local da gravidade é g. a) m g h d / d b) m g h d / d c) m g h / d d) m g h / d e) m g / d 9. (G1 - ifsul 015) 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, C e D até atingir a mola no final do trajeto. Ao B, atingir e deformar a mola, o conjunto entra momentaneamente em 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. Considerando 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 s e despreze qualquer forma de atrito. a) 3,7 m b) 4,0 m c) 4,3 m d) 4,7 m 10. (Ufes 01) Um bloco de massa 0,10 kg é abandonado, a partir do repouso, de uma altura h de 1, m em relação a uma mola ideal de constante elástica 0,10 N/cm. Como é mostrado na figura rotulada como Depois, a seguir, 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.

4 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. 11. (Enem 015) Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km h. Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de W m, que o carro solar possua massa de 00 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km h é um valor mais próximo de a) 1,0 s. b) 4,0 s. c) 10 s. d) 33 s. e) 300 s. 9,0 m e rendimento de 30%. 1. (Fuvest 014) No sistema cardiovascular de um ser humano, o coração funciona como uma bomba, com potência média de 10 W, responsável pela circulação sanguínea. Se uma pessoa fizer uma dieta alimentar de 500 kcal diárias, a porcentagem dessa energia utilizada para manter sua circulação sanguínea será, aproximadamente, igual a Note e adote: 1 cal = 4 J. a) 1% b) 4% c) 9% d) 0% e) 5% 13. (Espcex (Aman) 01) Uma força constante F de intensidade 5 N atua sobre um bloco e faz com que ele sofra um deslocamento horizontal. A direção da força forma um ângulo de 60 com a direção do deslocamento. Desprezando todos os atritos, a força faz o bloco percorrer uma distância de 0 m em 5 s. A potência desenvolvida pela força é de: Dados: Sen60 0,87; Cos60º 0,50. a) 87 W b) 50 W c) 37 W d) 13 W e) 10 W

5 14. (Upe 013) O Brasil é um dos países de maior potencial hidráulico do mundo, superado apenas pela China, pela Rússia e pelo Congo. Esse potencial traduz a quantidade de energia aproveitável das águas dos rios por unidade de tempo. Considere que, por uma cachoeira no Rio São Francisco de altura h = 5 m, a água é escoada numa vazão Z = 5 m 3 /s. Qual é a expressão que representa a potência hídrica média teórica oferecida pela cachoeira, considerando que a água possui uma densidade absoluta d = 1000 kg/m 3, que a aceleração da gravidade tem módulo g = 10 m/s e que a velocidade da água no início da queda é desprezível? a) 0,5 MW b) 0,50 MW c) 0,75 MW d) 1,00 MW e) 1,50 MW 15. (Ufrgs 014) O termo horsepower, abreviado hp, foi inventado por James Watt (1783), durante seu trabalho no desenvolvimento das máquinas a vapor. Ele convencionou que um cavalo, em média, eleva 4 3,30 10 libras de carvão (1libra 0,454 Kg) à altura de um pé ( 0,305 m) a cada minuto, definindo a potência correspondente como 1 hp (figura abaixo). Posteriormente, James Watt teve seu nome associado à unidade de potência no Sistema Internacional de Unidades, no qual a potência é expressa em watts (W). Com base nessa associação, corresponde aproximadamente a a) 76, W. b) 369 W. c) 405 W. d) 466 W. e) 746 W. 1 hp 16. (Enem 016) 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 gravidade local (10 m s ) e a densidade da água 3 (1.000 kg m ). A diferença entre a potência teórica e a instalada é a potência não aproveitada. Qual e a potência, em MW, aproveitada em cada unidade geradora de Itaipu? a) 0 b) 1,18 c) 116,96 d) 816,96 e) ,04 não 17. (Fuvest 01) A energia que um atleta gasta pode ser determinada pelo volume de oxigênio por ele consumido na respiração. Abaixo está apresentado o gráfico do volume V de oxigênio, em litros por minuto, consumido por um atleta de massa corporal de 70 kg, em função de sua velocidade, quando ele anda ou corre.

6 Considerando que para cada litro de oxigênio consumido são gastas 5 kcal e usando as informações do gráfico, determine, para esse atleta, a) a velocidade a partir da qual ele passa a gastar menos energia correndo do que andando; b) a quantidade de energia por ele gasta durante 1 horas de repouso (parado); c) a potência dissipada, em watts, quando ele corre a 15 km/h; d) quantos minutos ele deve andar, a 7 km/h, para gastar a quantidade de energia armazenada com a ingestão de uma barra de chocolate de 100 g, cujo conteúdo energético é 560 kcal. 18. (Uftm 01) Um motor ideal é usado para acionar uma bomba de rendimento igual a 40%, cuja função é elevar 300 litros de água por minuto a uma altura de 0 m. Esse motor consome óleo combustível de poder calorífico igual a dágua 1,0 kg L, responda: 7 4,0 10 J kg. Considerando g 10 m s e a) Qual é a potência efetiva do motor utilizado nessa tarefa? b) Qual foi o consumo de óleo, em kg, utilizado pelo motor, em uma hora de trabalho? GABARITO: 1) B ) B 3) A 4) A 5) E 6) A 7) C 8) A 9) B 10) (b) 4,9 m/s (c) 1, J (d) 0,6 m 11) D 1) C 13) B 14) A 15) E 16) C 17) (a) andando (b) 70 kcal (c) 100 W (d) 70 min 18) (a) 1000 W (b) 0,5 kg