LISTA DE TRABALHO-ENERGIA-POTENCIA 2º TRI PARTE 2

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1 LISTA DE TRABALHO-ENERGIA-POTENCIA 2º TRI PARTE 2 1) (UEM 2012) Sobre a energia mecânica e a conservação de energia, assinale o que for correto. (01) Denomina-se energia cinética a energia que um corpo possui, por este estar em movimento. (02) Pode-se denominar de energia potencial gravitacional a energia que um corpo possui por se situar a uma certa altura acima da superfície terrestre. (04) A energia mecânica total de um corpo é conservada, mesmo com a ocorrência de atrito. (08) A energia total do universo é sempre constante, podendo ser transformada de uma forma para outra; entretanto, não pode ser criada e nem destruída. (16) Quando um corpo possui energia cinética, ele é capaz de realizar trabalho. 02) (UNESP/2012) 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/s2. A tabela a seguir mostra a quantidade de energia, em joules, contida em porções de massas iguais de alguns alimentos. 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. b) batata frita. c) chocolate. d) pizza de mussarela. e) espaguete. 03) (UERJ/2011) Um homem arrasta uma cadeira sobre um piso plano, percorrendo em linha reta uma distância de 1 m. Durante todo o percurso, a força que ele exerce sobre a cadeira possui intensidade igual a 4 N e direção de 60º em relação ao piso. O gráfico que melhor representa o trabalho T, realizado por essa força ao longo de todo o deslocamento d, está indicado em: a) b)

2 c) d) 04) (MACK SP/2011) Um estudante de Física observa que, sob a ação de uma força vertical de intensidade constante, um corpo de 2,0kg sobe 1,5 m, a partir do repouso. O trabalho realizado por essa força, nesse deslocamento, é de 36 J. Considerando a aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s 2, a aceleração, adquirida pelo corpo, tem módulo a) 1 m/s 2 b) 2 m/s 2 c) 3 m/s 2 d) 4 m/s 2 05) (UPE/2011) Considere um bloco de massa m ligado a uma mola de constante elástica k = 20N/m, como mostrado na figura a seguir. O bloco encontra-se parado na posição x= 4,0 m. A posição de equilíbrio da mola é x = 0 O gráfico a seguir indica como o módulo da força elástica da mola varia com a posição x do bloco. O trabalho realizado pela força elástica para levar o bloco da posição x = 4,0 m até a posição x = 2,0 m, em joules, vale a) 120 b) 80 c) 40 d) 160 e) 80 06) (Fatec-2005) Um automóvel, de massa 1,0 103 kg, que se move com velocidade de 72 km/h é freado e desenvolve, então, um movimento uniformemente retardado, parando após percorrer 50 m. O módulo do trabalho realizado pela força de atrito entre os pneus e a pista durante o retardamento, em joules, foi de. a) 5, b) 2, c) 5, d) 2, e) 5, ) Sobre um plano horizontal, um corpo, inicialmente em movimento retilíneo uniforme, com 18 J de energia cinética, foi freado por uma única força, constante, de mesma direção, mas de sentido contrário ao do movimento. Para que o corpo parasse completamente, foi necessário que essa força atuasse ao longo de 2,0 m da trajetória. Assinale a alternativa que indica o módulo da força de freada. a) 10 N b) 9,0 N c) 6,0 N d) 3,0 N e) 2,0 N

3 08) (Olimpíada Paulista de Física) Milton segura um garrafão com água a 0,8 m de altura durante 2 minutos, enquanto sua mãe prepara o local onde o garrafão será colocado. Qual o trabalho, em joules, realizado por Milton enquanto ele segura o garrafão, se a massa total do garrafão for m = 12 kg? a) zero b) 0,8 c) 9,6 d) 96 e) ) Pedro e Paulo são operários de diferentes firmas de construção civil. Quando devem erguer um bloco de 50 kg de massa até uma altura de 5m, Pedro o faz com auxílio de uma roldana, enquanto Paulo o faz com auxílio de uma roldana e de uma rampa, conforme é mostrado na figura abaixo. Analisando ambas as situações, desprezando o atrito e supondo que os blocos se movimentam com velocidades constantes, pode-se afirmar que para erguer o bloco Pedro exerce uma força de módulo que a exercida por Paulo e que o trabalho realizado por Pedro é trabalho realizado por Paulo. A alternativa correta, que completa o enunciado acima, em sequência, é: a) maior - menor do que b) menor - igual ao c) maior - igual ao d) maior - maior do que o e) menor - maior do que o 10) Uma construtora comprou um terreno e construiu nele um prédio de 4 andares. Instalou em sua cobertura um reservatório com 3 caixas d água de litros de capacidade. Para encher o reservatório com água da rua, foi preciso instalar uma bomba-d água no subsolo do prédio. A bomba era ligada automaticamente toda vez que o reservatório ficava com duas caixas vazias. Quando isto acontecia, observava-se que a bomba demorava 20minutos para bombear L de água com velocidade constante, a uma altura de 10 m. Sabendo-se que g = 10N/kg e que a massa de 1,0 L de água é 1,0 kg, a potência da bomba-d água em watts, é a) 1800 b) 2000 c) 1625 d) 2200 e) ) Um corpo de massa m = 2,0 kg move-se ao longo de uma reta, sob a ação de uma única força. A velocidade do corpo, como função do tempo, é mostrada no gráfico abaixo. Nessas condições, a potência no instante t = 2 s e a potência média no intervalo de 0 a 3 segundos, fornecidas ao corpo, medidas em W, são, respectivamente,

4 a) 0 e 13 b) 0 e 8 c) 0 e 3 d) 3 e 8 e) 8 e 13 12) Uma carreta de 10 toneladas, ao subir uma rampa com velocidade constante, eleva-se de 15 m na vertical ao percorrer 100 m em 20 s. A resultante das forças de resistência (atrito e resistência do ar) que agem sobre a carreta equivale a 3% de seu peso. Adotando g = 10 m/s2, a potência da força exercida pelo motor é de: a) 70 kw b) 90 kw c) 120 kw d) 150 kw e) 200 kw 13) Um elevador é projetado para se mover, em qualquer situação, a uma velocidade constante de 5 m/s. Os trilhos aplicam ao elevador uma força de atrito igual a 20% da soma de seu peso e do peso de seus ocupantes, contrária ao sentido do movimento. Sabendo que a potência máxima do motor que move o elevador é igual a 105 kw, que a massa do elevador é de kg e que a massa média de cada pessoa que o utiliza é de 75 kg, determine: a) a potência consumida pelo motor para que o elevador suba vazio. b) a potência cedida pelo motor para que o elevador desça vazio. c) a máxima ocupação do elevador para que ele possa se movimentar em qualquer sentido. 14) Um tubarão branco nada, normalmente, a uma velocidade de cerca de 3 km/h, mas pode atingir rapidamente uma velocidade em torno de 26 km/h ao atacar uma presa. Ao alterar a sua velocidade de 3 km/h para 26 km/h, a energia cinética do tubarão aumenta em aproximadamente a) 3 vezes. b) 9 vezes. c) 26 vezes. d) 50 vezes. e) 75 vezes.

5 15) Um carrinho de montanha russa tem velocidade igual a zero na posição 1, indicada na figura abaixo, e desliza no trilho, sem atrito, completando o círculo até a posição 3. A menor altura h, em metros, para o carro iniciar o movimento sem que venha a sair do trilho na posição 2 é a) 36. b) 48. c) 60. d) ) Um pequeno bloco, posto em movimento a partir do ponto A com velocidade V0 = 6 m/s, desliza sem atrito até o ponto B, onde a sua velocidade é V. O intervalo de tempo de trânsito entre A e B é Δt = 1,0 s. Calcule a componente horizontal da aceleração média do bloco, entre os pontos A e B, em m/s2. Despreze a resistência do ar. 17) Uma menina desce, a partir do repouso, o Toboágua Insano, com aproximadamente 40 metros de altura, e mergulha numa piscina instalada em sua base. Usando g = 10 m/s2 e supondo que o atrito ao longo do percurso dissipe 28% da energia mecânica, calcule a velocidade da menina na base do toboagua. Indique o valor correto numa das alternativas a seguir: a) 86,4 km/h b) 70,2 km/h c) 62,5 km/h d) 90,0 km/h e) 100 km/h 18) Um bloco de massa 2,0 kg sobe a rampa ilustrada na figura abaixo, comprimindo uma mola de constante elástica 200 N/m, até parar em B. Sabe-se que a velocidade do bloco em A era 8,0 m/s e que não houve quaisquer efeitos dissipativos no trecho entre os pontos A e B. Considerando-se a aceleração da gravidade local igual a 10 m/s 2, pode-se afirmar que a compressão máxima da mola terá sido: a) 0,60 m b) 0,65 m c) 0,50 m d) 0,80 m e) 0,85 m

6 19) A montanha russa é uma atração radical em um parque de diversões e sempre atrai um grande número de visitantes. Na figura, um carrinho de massa 300 kg é abandonado do repouso no ponto A e desce, com atrito desprezível, até o ponto B. Entre B e C, o atrito torna-se considerável, o que faz com que o carrinho pare no ponto Sabendo que o coeficiente de atrito entre o carrinho e a pista no trecho horizontal BC vale 0,5, adotando g = 10m/s2 e desprezando a resistência do ar, pode-se afirmar que a distância entre B e C, percorrida pelo carrinho até parar, em metros, é igual a a) 12,8. b) 19,0. c) 25,6. d) 38,0. e) 51,2. 20) Um corpo de massa 2,0 kg é lançado na parte horizontal de uma pista com velocidade de 4,0 m/s. Adotando g = 10 m/s2, considere as afirmações: I. Em determinadas condições, esse corpo poderia atingir a altura de 0,80 m acima da horizontal. II. Desprezando-se atritos, pode-se calcular a velocidade do corpo a uma altura qualquer abaixo da altura máxima a ser atingida. III. Se o corpo em questão atingir a altura máxima de 0,50 m, então conclui-se que esteve sujeito à ação de força dissipativa. Sobre tais afirmações deve-se concluir que a) apenas I é correta. b) apenas I e II são corretas. c) apenas I e III são corretas. d) apenas II e III são corretas. e) I, II e III são corretas. 21) Um bloco de massa 0,60 kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano vertical. O ponto A está a 2,0 m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola de constante elástica 150 N/m. São desprezíveis os efeitos do atrito e adota-se g = 10m/s2. A máxima compressão da mola vale, em metros, a) 0,80

7 b) 0,40 c) 0,20 d) 0,10 e) 0,05 22) A figura mostra um objeto de 2 kg deslizando pela pista ABC que não apresenta atrito no trecho AB. Entre os pontos B e C essa pista apresenta para esse objeto um coeficiente de atrito dinâmico 0,4. O objeto passa pelo ponto A com velocidade de 7 m/s. Denominando-se X o valor da velocidade do objeto ao passar pelo ponto B (em m/s) e Y a porcentagem de energia mecânica dissipada no trecho BC, deve-se afirmar que os valores de X e Y são, respectivamente: a)7 e 50 b)8 e 25 c)8 e 50 d)9 e 25 e)9 e 75 23) Na situação 1 da figura abaixo, uma esfera de massa 2kg é abandonada do ponto A, caindo livremente e colidindo com o aparador que está ligado a uma mola de constante elástica N/m. As massas da mola e do aparador são desprezíveis. Não há perda de energia mecânica. Admita g = 10 m/s 2. Na situação 2, a compressão da mola é máxima. As deformações da mola quando a esfera atinge sua velocidade máxima e quando ela está na posição B (situação 2) valem, respectivamente: a) 2 mm e 10 cm. b) 1 mm e 5 cm. c) 1 mm e 10 cm. d) 2 mm e 20 cm. e) 3 mm e 10 cm. 24) Você empurra seu livro de Física 1,50 m ao longo do topo de uma mesa horizontal com uma força horizontal de 2,40 N. Sabendo que o trabalho total realizado é de 2,70 J, podemos afirmar que existe força de atrito? (Justifique). Em caso afirmativo, determine o valor da força de atrito. 25) Determine o valor da velocidade de um objeto de 0,5 kg que cai, a partir do repouso, de uma altura igual a 5 metros do solo. a) vb=30 m/s b) vb=10 m/s c) vb=20 m/s d) vb=0,5 m/s e) vb=0

8 26) Nos momentos de lazer, nos parques de diversões, frequentemente, vemos famílias inteiras divertindo - se nos mais variados brinquedos. Um dos que mais chamam a atenção é a montanha - russa. Observe o esquema a seguir. Neste pequeno trecho, o carrinho da montanha - russa passa pelo ponto A com velocidade de 54 km/h. As alturas ha e hb valem, respectivamente, 15 metros e 25 metros. Desconsiderando toda e qualquer forma de atrito, a velocidade com que o carrinho atingirá o ponto B será a) 12 km/h b) 18 km/h c) 21 km/h d) 24 km/h e) 31 km/h GABARITO 1) = ) E 03) D 04) B 05) A 06) D 07) B 08) D 09) C 10) C 11) A 12) B 13) a) 60kW b) 40kW c) 10 14) E 15) C 16) 4m/s 2 17) A 18) A 19) C 20) E 21) B 22) B 23) C 24) 0,6N 25) B 26) B