a) a velocidade do carrinho no ponto C; b) a aceleração do carrinho no ponto C; c) a força feita pelos trilhos sobre o carrinho no ponto C.

Transcrição

1 1. (Fuvest-gv) Na figura a seguir, tem-se uma mola de massa desprezível e constante elástica 200 N/m, comprimida de 20 cm entre uma parede e um carrinho de 2,0 kg. Quando o carrinho é solto, toda a energia mecânica da mola é transferida ao mesmo. Desprezando-se o atrito, pede-se: 3. (Unesp) Um carrinho de 2,0 kg, que dispõe de um gancho, movimenta-se sobre um plano horizontal, com velocidade constante de 1,0 m/s, em direção à argola presa na extremidade do fio mostrado na figura 1. A outra extremidade do fio está presa a um bloco, de peso 5,0 N, que se encontra em repouso sobre uma prateleira. Enganchando-se na argola, o carrinho puxa o fio e eleva o bloco, parando momentaneamente quando o bloco atinge a altura máxima h acima da prateleira como mostra a figura 2. a) nas condições indicadas na figura, o valor da força que a mola exerce na parede. b) a velocidade com que o carrinho se desloca, quando se desprende da mola. 2. (G1) Uma montanha russa tem altura de 20 m. Considerando um carrinho de massa 100 kg, colocado inicialmente no topo, calcule a Energia Potencial nesse momento, em relação ao solo. Nestas condições determine: a) a energia cinética inicial do carrinho; b) a altura h, supondo que ocorra perda de 20% da energia cinética inicial do carrinho quando o gancho se prende na argola. (Despreze quaisquer atritos e as massas das polias.) 1

2 4. (Unicamp) Um carrinho de massa m = 300 kg percorre uma montanha russa cujo trecho BCD é um arco de circunferência de raio R = 5,4 m, conforme a figura adiante. A velocidade do carrinho no ponto A é vû = 12 m/s. Considerando g = 10 m/s e desprezando o atrito, calcule; 5. (Unicamp) Numa câmara frigorífica, um bloco de gelo de massa m = 8,0 kg desliza sobre a rampa de madeira da figura a seguir, partindo do repouso, de uma altura h = 1,8 m. a) Se o atrito entre o gelo e a madeira fosse desprezível, qual seria o valor da velocidade do bloco ao atingir o solo (ponto A da figura)? b) Entretanto, apesar de pequeno, o atrito entre o gelo e a madeira não é desprezível, de modo que o bloco de gelo e chega à base da rampa com velocidade de 4,0 m/s. Qual foi a energia dissipada pelo atrito? c) Qual a massa de gelo (a 0 C) que seria fundida com esta energia? Considere o calor latente de fusão do gelo L = 80 cal/g e, para simplificar, adote 1 cal = 4,0 J. a) a velocidade do carrinho no ponto C; b) a aceleração do carrinho no ponto C; c) a força feita pelos trilhos sobre o carrinho no ponto C. 2

3 6. (Fuvest) Adote: calor específico da água = 4 J/g C A figura adiante esquematiza o arranjo utilizado em uma repetição da experiência de Joule. O calorímetro utilizado, com capacidade térmica de 1600 J/ C, continha 200 g de água a uma temperatura inicial de 22,00 C. O corpo de massa M = 1,5 kg, é abandonado de uma altura de 8 m. O procedimento foi repetido 6 vezes até que a temperatura do conjunto água + calorímetro atingisse 22,20 C. a) Calcule a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura do conjunto água + calorímetro. b) Do total da energia mecânica liberada nas 6 quedas do corpo, qual a fração utilizada para aquecer o conjunto? 7. (Faap) Um carrinho de massa m = 4 Kg e velocidade de 6 m/s choca-se com uma mola de constante elástica k =100 N/m. Desprezando-se o atrito e a resistência do ar, a máxima compressão da mola ao ser comprimida pelo carrinho é: a) 1,2 m b) 0,12 m c) 0,012 m d) 12 m e) outro valor 3

4 8. (Fatec) Um objeto de massa 400 g desce, a partir do repouso no ponto A, por uma rampa, em forma de um quadrante de circunferência de raio R = 1,0 m. Na base B, choca-se com uma mola de constante elástica k = 200 N/m. Desprezando a ação de forças dissipativas em todo o movimento e adotado g = 10 m/s, a máxima deformação da mola é de 9. (Fatec) Um móvel de 2 kg passa pelo ponto A da pista da figura a seguir com velocidade 12 m/s. A pista ABC não apresenta atrito, e o trecho BC é uma semicircunferência de diâmetro BC = 4 m. a) 40 cm b) 20 cm c) 10 cm d) 4,0 cm e) 2,0 cm Adotando-se g = 10 m/s, o valor da força que o móvel exerce sobre a pista no ponto C é, em newtons: a) 0 b) 20 c) 44 d) 64 e) 84 4

5 10. (Fei) Um corpo de massa 0,5 kg está na posição A da figura onde existe uma mola de constante elástica K = 50 N/m comprimida em 1 m. Retirando-se o pino, o corpo descreve a trajetória ABC contida em um plano vertical. Desprezando-se o trabalho de atrito, qual é a altura máxima que o corpo consegue atingir? 12. (Ufmg) Um esquiador de massa m = 70 kg parte do repouso no ponto P e desce pela rampa mostrada na figura. Suponha que as perdas de energia por atrito são desprezíveis e considere g = 10 m/s. A energia cinética e a velocidade do esquiador quando ele passa pelo ponto Q, que está 5,0 m abaixo do ponto P, são respectivamente, a) hý = 6 m b) hý = 9 m c) hý = 10 m d) hý = 12 m e) hý = 15 m 11. (Uel) Uma mola, submetida à ação de uma força de intensidade 10 N, está deformada de 2,0 cm. O módulo do trabalho realizado pela força elástica na deformação de 0 a 2,0 cm foi, em joules, de a) 0,1 b) 0,2 c) 0,5 d) 1,0 e) 2,0 a) 50 J e 15 m/s. b) 350 J e 5,0 m/s. c) 700 J e 10 m/s. d) 3,5 10 J e 10 m/s. e) 3,5 10 J e 20 m/s. 5

6 13. (Ufmg) A figura a seguir mostra um bloco, encostado em uma mola comprimida, no momento em que é abandonado a partir do repouso. Quando passa pelo ponto P, o bloco se desprende da mola e sobe a rampa, considerada sem atrito, atingindo o repouso no ponto R. Considere a energia potencial nula na linha tracejada mostrada na figura. No ponto R, a energia mecânica do bloco vale 30 J. Os valores da energia potencial gravitacional e da energia cinética do bloco, no ponto P são, respectivamente, 14. (Ufpe) Um objeto de massa M = 0,5 kg, apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito, está preso a uma mola cuja constante de força elástica é K = 50 N/m. O objeto é puxado por 10 cm e então solto, passando a oscilar em relação à posição de equilíbrio. Qual a velocidade máxima do objeto, em m/s? a) 10 J e 10 J b) 10 J e 20 J c) 15 J e 15 J d) 20 J e 10 J e) 20 J e 20 J a) 0,5 b) 1,0 c) 2,0 d) 5,0 e) 7,0 6

7 15. (Unesp) Um bloco de massa m desliza sem atrito sobre a superfície indicada na figura a seguir. Se g é a aceleração da gravidade, a velocidade mínima v que deve ter para alcançar a altura h é: a) 2Ë(gh) b) Ë(2gh) c) Ë(gh)/2 d) Ë(gh/2) e) 2Ë(2gh) 7

8 GABARITO 1. a) 40 N. b) 2,0 m/s J 3. a) 1,0 joule. b) 16 cm. 4. a) 6,0 m/s. b) 6,7 m/s. c) 1,0.10 N. 5. a) 6,0 m/s. b) 80 J. c) 0,25 g. 6. a) 480 J. b) 2/3. 7. [A] 8. [B] 9. [C] 10. [B] 11. [A] 12. [D] 13. [C] 14. [B] 15. [B] 8