FÍSICA - 1 o ANO MÓDULO 26 ENERGIA

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1 FÍSICA - 1 o ANO MÓDULO 26 ENERGIA

2 m g h E pg = t P = m g h

3 16 F (N) S (m)

4 Como pode cair no enem? (ENEM) Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas, planejou-se o aquecimento em 10 ºC de amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. Nesse teste, cada forno operou à potência máxima. O forno mais eficiente foi aquele que: a) forneceu a maior quantidade de energia às amostras. b) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo. c) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo. d) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente. e) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo.

5 Fixação 1) Uma pequena esfera de massa igual a 10 kg, suspensa na extremidade de um fio de peso desprezível, é deslocada da posição de equilíbrio A até uma nova posição B que forma com a vertical um ângulo de 60. O comprimento do fio é de 1,0 m, g = 10 m/s 2 e cos 60 = 0,50. Determine a energia potencial gravitacional da esfera nas posições A e B, em relação a um plano horizontal de referência que passa por A. 60º B A

6 Fixação 2) Um pêndulo simples, cuja esfera pendular tem massa de 1,0 kg, é abandonado em repouso na posição A, indicada na figura. No local, a aceleração da gravidade é g = 10 m/s 2 e a resistência do ar é nula. Determine, quando a esfera passa pela posição B: A h = 3,2m B a) sua energia cinética; b) sua velocidade escalar.

7 Fixação 3) Um corpo desloca-se sobre um plano horizontal sem atrito com velocidade de módulo 3,0 m/s e em seguida sobe uma rampa, também sem atrito. Sabendo que a massa do corpo é de 2,0 kg, determine a altura máxima que o corpo atinge na rampa. Considere g = 10 m/s 2. B A h

8 Fixação 4) A figura representa um trecho de montanha russa. Na posição A, o carrinho de massa 50 kg possui velocidade escalar 3,0 m/s. Determine a intensidade da força normal que age sobre o carrinho, no ponto B, sabendo-se que o trecho CBD é um arco de circunferência de raio 5,0 m. Adote g = 10 m/s 2 e despreze os atritos. A B 7,0m 5,0m D

9 Fixação 5) Uma criança se encontra a 3,5 m do solo, em repouso, num escorregador. Começa a escorregar e durante a descida há uma perda de 30% da energia mecânica inicial. Calcule a velocidade da criança ao chegar ao solo. É dado g = 10 m/s 2.

10 Fixação 6) Um bloco de massa 5,0 kg desloca-se, sem atrito, sobre uma superfície horizontal, com velocidade de 10 m/s, atingindo uma mola de constante elástica 2,0 x 10 3 N/m, conforme a figura. Determine a contração da mola, no instante em que a velocidade do bloco se anula. V

11 Fixação 7) (CESGRANRIO) Uma criança de 40 kg desce com velocidade constante ao longo do escorregador de um parque de diversões. O escorregador tem 3,0 m de altura. Qual é, em ordem de grandeza, a quantidade de energia mecânica transformada em energia térmica durante a descida? a) zero b) 10 J c) 10 2 J d) 10 3 J e) 10 4 J

12 1) A velocidade escalar de um ponto material varia com o tempo, segundo o gráfico abaixo. Determine a relação entre a energia cinética no instante 2,0 s e a energia cinética no instante 5,0 s. v (m/s) s (m)

13 2) Um ponto material descreve um movimento circular, de raio 0,30 m, com energia cinética constante de 6,0 J. Qual a intensidade da força resultante que age sobre o ponto material?

14 3) Um projétil de massa m = 0,10 kg atinge perpendicularmente uma parede vertical com velocidade escalar 60 m/s. O projétil penetra na parede e desloca-se 20 cm até parar. Determine a intensidade da força que a parede exerce no projétil e que se opõe ao movimento.considere essa força constante.

15 4) Uma partícula de massa m = 2,0 kg está em movimento retilíneo, segundo a direção x de um referencial cartesiano. Quando ela passa pela origem do referencial, a sua velocidade v 0 = 1,0 m/s, no sentido dos x crescentes e, a partir desse ponto, fica submetida à ação da força F, paralela ao eixo x, a qual varia de acordo com a posição, na forma indicada no gráfico a seguir. Calcule o módulo da velocidade da partícula quando ela se encontra no ponto de abscissa x = 4,0 m. F (N) x (m)

16 5) Um carrinho, de massa igual a 2,0 kg, move-se ao longo de um trilho, cujo perfil está representado abaixo. Sendo g = 10 m/s 2, determine a energia potencial gravitacional do carrinho nas posições A, B e C, em relação a um plano horizontal de referência que passa por A. B 3,0 m A 1,0 m

17 6) Qual é a ordem de grandeza da variação da energia potencial gravitacional do corpo de um homem que desce 10 m de uma escada que se encontra na posição vertical? a) 10 0 J d) 10 3 J b) 10 1 J e) 10 4 J c) 10 2 J

18 7) No escorregador mostrado na figura, uma criança com 25 kg de massa, partindo do repouso em A, desliza até B. Adotando-se g = 10 m/s 2 e desprezando-se os atritos, determine o módulo da velocidade da criança ao chegar a B. A h = 5,0m B

19 8) Numa montanha russa, um carrinho com 300 kg de massa é abandonado do repouso de um ponto A que está a 5,0 m de altura. A C 5,0 m B 4,0 m Supondo que o atrito seja desprezível e adotando g = 10 m/s 2, determine: a) o valor da velocidade do carrinho no ponto B; b) a energia cinética do carrinho no ponto C, que está a 4,0 m de altura.

20 9) Um pequeno corpo de massa m parte do repouso em A e desliza, sem atrito, ao longo do trilho ABCDEF. Determine, em função do raio R, a menor altura h para que o corpo não perca contato com o trilho. A D h E R C B F

21 10) Com que velocidade a esfera da figura deve passar pelo ponto A para chegar a B com velocidade de 5,0 m/s? Dados: g = 10 m/s 2 h = 2,5 m. A B h No percurso AB houve uma perda de 25% de energia mecânica.

22 11) O bloco de massa m = 8,0 kg é abandonado em repouso da posição indicada na figura. A constante elástica da mola é k = 2,0 x 10 2 N /m. Adote g = 10 m/s 2 e despreze as perdas de energia mecânica. Determine: a) a máxima velocidade que o bloco atinge; b) a máxima deformação que a mola sofre. 1,6 m

23 12) (UNIRIO) Mantivemos o problema como no original, mas ele admite mais de uma solução. A v A = 10m/s 3,0 m 1,0 m B v b Considere que o carrinho m = 1,0 kg da figura aci-ma, inicialmente com V A = 10 m/s, parte do ponto A. Admitindo-se que 25% da sua energia mecânica inicial são dissipados ao longo do trajeto AB, calcule: a) a velocidade do carrinho no ponto B; b) o trabalho da força-peso no deslocamento AB; c) o trabalho das forças dissipativas no deslocamento AB.

24 roposto 3) Uma bola metálica cai da altura de 1,0m sobre um chão duro. A bola repica no chão várias ezes, conforme a figura adiante. Em cada colisão, a bola perde 20% de sua energia. Despreze resistência do ar (g = 10m/s 2 ). A 1,0 m ) Qual é a altura máxima que a bola atinge após duas colisões (ponto A)? ) Qual é a velocidade com que a bola atinge o chão na terceira colisão?

25 14) (ENEM) O esquema mostra um diagrama de bloco de uma estação geradora de eletricidade abastecida por combustível fóssil. Gases da combustão Vapor Turbina Eletricidade Gerador H 2 O Caldeira Condensador Saída H 2 O quente Combustível + ar Líquido Bomba Entrada H 2 O fria Lago (HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003 [adaptado]). Se fosse necessário melhorar o rendimento dessa usina, que forneceria eletricidade para abastecer uma cidade, qual das seguintes ações poderia resultar em alguma economia de energia, sem afetar a capacidade de geração da usina? a) Reduzir a quantidade de combustível fornecido à usina para ser queimado. b) Reduzir o volume de água do lago que circula no condensador de vapor.

26 c) Reduzir o tamanho da bomba usada para devolver a água líquida à caldeira. d) Melhorar a capacidade dos dutos com vapor conduzirem calor para o ambiente. e) Usar o calor liberado com os gases pela chaminé para mover um outro gerador.

27 15) No rótulo de uma lata de leite em pó lê-se: Valor energético: 1.509kJ por 100g (361kcal). Se toda energia armazenada em uma lata contendo 400g de leite fosse utilizada para levantar um objeto de 10kg, a altura atingida seria de aproximadamente: Dado: g = 10m/s 2 a) 25 cm d) 2 km b) 15 m e) 60 km c) 400 m