Curso : Engenharia civil Disciplina: Física Geral e Experimental 1 Professor(a): Nome do Aluno(a): Lista de Exercícios 01) Um homem de massa 75 kg sobe uma escada com 15 degraus em 10 s. Cada degrau possui 20 cm de altura e 30 cm de comprimento, dada a aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2, determine a) O trabalho da força peso do homem ao subir a escada; b) A potência média do peso do homem. 02) Um corpo se move numa trajetória retilínea, o gráfico da força no corpo em função da distância percorrida é apresentado na figura a seguir a) Entre que pontos da trajetória não há força atuando sobre o corpo, entre quais a força é motora e entre quais é resistente? b) Qual o trabalho da força entre os pontos 0 e 60 m? 03) Um carro de massa 3000 kg acelera sob ação de uma força constante de uma velocidade inicial de 18 km/h até 72 km/h, determine: a) As energias cinéticas inicial e final do carro; b) Qual o trabalho da força entre os instantes inicial e final? c) Qual a força exercida para acelerar o carro num percurso de 500 m? 04) Uma bala de 50 g atinge um alvo com velocidade igual a 500 m/s e penetra 25 cm, sem sofrer desvio em relação a trajetória inicial, até parar. Determinar a intensidade da força média de resistência oposta, pelo alvo, à penetração. 05) Para retirar água de um poço utiliza-se uma bomba de potência útil 3675 W, a profundidade do poço é 30 m. Calcular o volume de água que pode ser extraído em 24 h. A aceleração da gravidade é de 10 m/s 2 e a massa específica da água é 1000 kg/m 3. 06) Um peso de 10 N é erguido, a partir do repouso, por uma força de 30 N até uma altura de 5 m, determinar: a) O trabalho para erguer o peso até a altura dada; b) O trabalho da força peso; c) A velocidade do corpo ao atingir a altura dada. Quando necessário adotar a aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2. 1
07) Um bloco de massa igual a 5 kg é lançado com velocidade constante de 0,4 m/s e choca-se com uma mola de constante elástica 80 N/m. Desprezando o atrito entre o bloco e a superfície determine a máxima compressão sofrida pela mola. 08) Uma pessoa empurrou um carro por uma distância de 26 m, aplicando uma força F de mesma direção e sentido do deslocamento desse carro. O gráfico abaixo representa a variação da intensidade de F, em newtons, em função do deslocamento d, em metros. Desprezando o atrito, o trabalho total, em joules, realizado por F, equivale a: a) 117 b) 130 c) 143 d) 156 09) 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. 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. 2
c) chocolate. d) pizza de mussarela. e) espaguete. 10) Usando um sistema formado por uma corda e uma roldana, um homem levanta uma caixa de massa m, aplicando na corda uma força F que forma um ângulo θ com a direção vertical, como mostra a figura. O trabalho realizado pela resultante das forças que atuam na caixa peso e força da corda, quando o centro de massa da caixa é elevado, com velocidade constante v, desde a altura ya até a altura yb, é: a) nulo. b) F (yb ya). c) mg (yb ya). d) F cos ( θ ) (yb ya). e) mg (yb ya) + mv2/2. 11) O Cristo Redentor, localizado no Corcovado, encontra-se a 710 m do nível no mar e pesa 1.140 ton. Considerando se g = 10 m/s 2 é correto afirmar que o trabalho total realizado para levar todo o material que compõe a estátua até o topo do Corcovado foi de, no mínimo: a) 114.000 kj b) 505.875 kj c) 1.010.750 kj d) 2.023.500 kj e) 8.094.000 kj 12) o trabalho realizado por uma força F sobre uma partícula durante um deslocamento retilíneo de um deslocamento é positivo ou negativos se a) ângulo entre F e d é 30º; b) o ângulo é 100º c) 13) em 10 de agosto de 1972 um grande meteorito atravessou a atmosfera sobre o oeste dos estados unidos e do Canadá como uma pedra que ricocheteia na água. A bola de fogo resultante foi tão forte que pode ser vista luz do dia, era mais intensa que o rastro deixado por um meteorito comum. A massa do meteorito era aproximadamente de 4x10 6 kg. Sua velocidade cerca de 15 km/s. Se tivesse entrado verticalmente na atmosfera terrestre ele teria atingido a superfície da terra com aproximadamente a mesma velocidade. a) calcule a perda de energia cinética do meteorito em joules que está associada ao impacto vertical b) Expresso energia como múltiplo de energia explosiva de um megaton de TNT, que é 4,2x10 15 J. c) A energia associada a explosão da bomba atômica de Hiroshima foi equivalente a 13 quilotons de TNT. Quantas bombas de Hiroshima o impacto do meteorito equivalente? 3
14) na figura abaixo um porco ensebado pode escolher entre três escorregadores para descer. Ordene os escorrega de acordo com o trabalho que a fora gravitacional realiza sobre o porco durante cada descida, do maior para o menor. 15) Em uma corrida, um pai tem metade da energia cinética do filho, que tem metade da massa do pai. Aumentando sua velocidade em 1 m/s, o pai passa a ter a mesma energia cinética do filho. Quais são as velocidades e escalares iniciais a) do pai b) e do filho 4
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