Colégio Santa Dorotéia

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1 Colégio Santa Dorotéia Área de Ciências da Natureza Disciplina: Física Ano: 1º Ensino Médio Professor: Newton Física Atividades para Estudos Autônomos Data: 9 / 10 / 2017 Aluno(a): Nº: Turma: ASSUT EERGIA (CAP. 12 E 13 IVR) QUEST 1 (UFF G) Em uma construção civil, os operários usam algumas máquinas simples para facilitar e diminuir sua carga diária de energia gasta na execução de seu trabalho. Uma das máquinas simples mais utilizadas são, por exemplo, as roldanas fixas e móveis. Em um dia comum de trabalho, um operário deve elevar, com velocidade constante, um bloco de pedra de massa m = 100 kg para o segundo andar da obra, que fica a uma altura h = 5,0 m em relação ao solo. Para essa tarefa, o operário utilizou um sistema com duas roldanas, uma fixa e outra móvel, e um cabo de massa desprezível, como mostra a figura. Considere g = 10m/s 2. QUEST 2 (UESP) Uma pessoa, com 80 kg de massa, gasta para realizar determinada atividade física a mesma quantidade de energia que gastaria se subisse diversos degraus de uma escada, equivalente a uma distância de 450 m na vertical, com velocidade constante, num local onde g = 10 m/s 2. A tabela a seguir mostra a quantidade de energia, em joules, contida em porções de massas iguais de alguns alimentos. a) FAÇA um diagrama de forças que atuam sobre o bloco e IDENTIFIQUE cada uma das forças. CALCULE a tração no cabo que está em contato com a mão do operário e o trabalho realizado por ele, para elevar o bloco até o segundo andar da obra. c) Se foi gasto um tempo t = 10 s para o operário elevar o bloco até o segundo andar da obra, CALCULE a potência gasta nessa tarefa. Considerando que o rendimento mecânico do corpo humano seja da ordem de 25%, ou seja, que um quarto da energia química ingerida na forma de alimentos seja utilizada para realizar um trabalho mecânico externo por meio da contração e expansão de músculos, para repor exatamente a quantidade de energia gasta por essa pessoa em sua atividade física, ela deverá ingerir 4 porções de a) castanha de caju. batata frita. c) chocolate. d) pizza de mussarela. e) espaguete. Colégio Santa Dorotéia 1

2 QUEST 3 (Fuvest SP) 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. QUEST 4 (Fatec SP) Em alguns parques de diversão, há um brinquedo radical que funciona como um pêndulo humano. A pessoa, presa por uma corda inextensível amarrada a um ponto fixo acima de sua cabeça, é erguida por um guindaste até uma altura de 20 m. A partir daí, ela é solta fazendo um movimento pendular. Veja a figura. Se admitirmos a aceleração da gravidade de 10 m/s 2 e desprezarmos qualquer tipo de atrito, a velocidade com que a pessoa passará no ponto A mais baixo da trajetória, em km/h, será de 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; a quantidade de energia por ele gasta durante 12 horas de repouso (parado); a) c) 36. d) 48. e) 72. QUEST 5 (UFS) Um atleta, ao terminar o pré-aquecimento em uma academia, sobre uma esteira horizontal, analisa as informações indicadas no painel eletrônico da esteira que indica o seguinte: Distância percorrida = 5,0 km; velocidade média = 20,0 km/h; calorias gastas pelo atleta = 200 kcal. 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. NOTE E ADOTE 1 cal = 4 J. 2 Colégio Santa Dorotéia Considere 1cal = 4,18 J, e que toda a energia, gasta pelo atleta, foi para realizar trabalho sobre a esteira a uma potência constante. ASSINALE a alternativa correta. a) A força média, na direção horizontal, aplicada na esteira pelo atleta, foi maior que 160 N. A potência média realizada pelo atleta sobre a esteira, nesse aquecimento, foi maior que 1,0Kw. c) A força média, na direção horizontal, aplicada na esteira pelo atleta, foi menor que 160N. d) A potência média realizada pelo atleta sobre a esteira, nesse aquecimento, foi menor que 500W. e) O tempo que o atleta permaneceu sobre a esteira, em pré-aquecimento, foi de 30 minutos.

3 QUEST 6 Um vagão, deslocando-se lentamente com velocidade v num pequeno trecho plano e horizontal de uma estrada de ferro, choca-se com um monte de terra e pára abruptamente. Em virtude do choque, uma caixa de madeira, de massa 100 kg, inicialmente em repouso sobre o piso do vagão, escorrega e percorre uma distância de 2,0 m antes de parar, como mostra a figura. Física a) Qual a distância percorrida pelo jovem? Qual o deslocamento do jovem? Num esquema gráfico, represente a esteira, o sentido do movimento da esteira, o jovem e a força ù que ele exerce sobre a esteira para movimentá-la. Admitindo que o consumo de energia assinalado pela esteira é o trabalho realizado pelo jovem para movimentá-la, DETERMINE o módulo dessa força, suposta constante. Adote 1,0 cal = 4,0 J. Considerando g = 10 m/s 2 e sabendo que o coeficiente de atrito dinâmico entre a caixa e o piso do vagão é igual a 0,4, CALCULE: a) a velocidade v do vagão antes de se chocar com o monte de terra. QUEST 8 Na figura, sob a ação da força de intensidade F = 2N, constante, paralela ao plano, o bloco percorre 0,8m ao longo do plano com velocidade constante. Admite-se g = 10m/s 2, despreza-se o atrito e são dados: sen30 = cos60 = 0,5 e cos120 = -0,5. a energia cinética da caixa antes de o vagão se chocar com o monte de terra e o trabalho realizado pela força de atrito que atuou na caixa enquanto escorregava. QUEST 7 Um jovem exercita-se numa academia andando e movimentando uma esteira rolante horizontal, sem motor. Um dia, de acordo com o medidor da esteira, ele andou 40 minutos com velocidade constante de 7,2km/h e consumiu 300 quilocalorias. DETERMINE: a) a massa do bloco. o trabalho realizado pelo peso do bloco, nesse percurso. Colégio Santa Dorotéia 3

4 SOLUÇÃO COMENTADA 1). a) c) 2) 3) a) c) d) 4 Colégio Santa Dorotéia

5 4). 5) 6) a) Colégio Santa Dorotéia 5

6 7). a) 8) a) 6 Colégio Santa Dorotéia