2ª aula – Officina

OFFICINA
DO
CONHECIMENTO
Disciplina
Física
Professor
Mercadante
A ul a d e
Data
Básico
&
Curso
T rab alh o
En e rgi a
Pot ên ci a
2ª aula
12 / 04 / 2014
Aprender a aprender!!!
Questão 01 Uma caixa é deslocada na direção horizontal
por uma força constante cujo módulo vale 4,0 N. A força
é aplicada em uma direção que está a  = 30º da direção
horizontal, conforme indica a figura abaixo. A caixa é
deslocada da posição A até a posição B, realizando um
deslocamento d = 5,0 metros. Considere que sen(30º) =
0.5; cos(30º) = 0.87. O trabalho realizado pela força
aplicada para mover a caixa será de aproximadamente:
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)
b)
c)
d)
e)
castanha de caju.
batata frita.
chocolate.
pizza de mussarela.
espaguete.
Gab: E
a)
b)
c)
d)
e)
Questão 04 A uma caixa de 950g, inicialmente em
repouso sobre uma superfície plana, horizontal e sem
atrito, é aplicado um força paralela ao deslocamento
sofrido, obedecendo ao demonstrado no diagrama a
seguir:
17,4 Joules
8,7 Joules
4,4 Joules
34,8 Joules
2,2 Joules
Gab: A
Questão 02 Uma moça comprou um par de brincos, de 50
gramas cada um, e os usou durante o período em que
esteve num aniversário. Considerando que o evento
aconteceu em lugar plano e que, portanto, os
deslocamentos da moça ocorreram sempre em direções
paralelas ao chão, qual foi o trabalho realizado pela força
peso dos brincos, durante o tempo em que a moça esteve
no aniversário?
a)
b)
c)
d)
e)
Assinale a opção abaixo que representa o trabalho da
força aplicada à caixa ao ser deslocada de 2m até 10m, em
joules.
a) 15
b) 20
c) 25
d) 30
e) 35
0,05 J
0,025 J
1,00 J
0,1 J
zero
Gab: E
Gab: B
Questão 03 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.
esp aguete
pizza de mussarela
chocolate
Energia por porção
(kJ)
360
960
2 160
batata frita
castanha de caju
1 000
2 400
Alimento
Questão 05 Três projéteis com pesos iguais são lançados
de uma mesma altura com velocidade de mesmo módulo
V0. O primeiro é lançado verticalmente para cima, o
segundo é lançado verticalmente para baixo e o terceiro é
lançado horizontalmente para a direita. Assinale a opção
que indica a relação entre os trabalhos (W) realizados pela
força peso nos três casos?
1
a)
b)
c)
d)
e)
W1 = W2 = W3
W1 > W2 > W3
W1 < W2 < W3
W1 = W2 < W3
W1 > W2 = W3
Considerando-se o módulo da aceleração da gravidade
local igual a 10,0m/s2, a potência do guindaste, em kW, é
a) 1,0
b) 2,0
c) 3,0
d) 4,0
e) 5,0
Gab: A
Questão 06 Um bloco de peso 20 N é solto do repouso na
situação mostrada na figura 1, em que a mola ideal de
constante elástica 200 N/m está relaxada. A figura 2
ilustra o bloco após descer uma distância vertical de 20
cm. Sejame Wp e Wel os módulos dos trabalhos realizados
Gab: C
Questão 09 O Engenheiro de Obras Dejair observa um
guindaste que ergue uma viga de cimento de 500 kg até
uma altura de 3 metros do chão. Nesse mesmo intervalo
de tempo, o seu operário consegue içar, por meio de uma
roldana fixa, até uma altura de 8 metros do chão, 10 sacos
de cimento de 20 kg cada. A partir desses dados e
adotando a aceleração da gravidade de 10 m/s2 , ele faz as
seguintes afirmações:
I.
A potência média desenvolvida pelo operário é
maior do que a do guindaste.
II. A potência média desenvolvida pelo guindaste
é de 15 000 W.
III. Cada saco de cimento armazena 16 000 joules
de energia potencial aos 8 m de altura.
Está (ão) correta(s) apenas
a) I.
b) II.
c) I e II.
d) I e III.
e) II e III.
pelas forças peso do bloco e elástica da mola entre os
instantes mostrados nas figuras 1 e 2. Nesse caso, pode-se
afirmar que a razão Wp / Wel é igual a:
a)
b)
c)
d)
e)
0,2
1
2
4
20
Gab: A
Questão 10 Na figura abaixo temos um corte na estrutura
de um edifício com 7 andares. Dois garotos sobem do 1º
até o 7º andar de formas diferentes. O primeiro sobe pelas
escadas e o segundo sobe de elevador, porém, do 3º ao 5º
andar os dois mantêm velocidades constantes. Sabe-se
que ambos têm 80 kg e que o garoto que sobe pelas
escadas leva o dobro do tempo para subir do 3º ao 5º
andar do que o garoto que sobe de elevador.
Gab: B
Questão 07 Considere um bloco de massa m ligado a uma
mola de constante elástica k = 20 N/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.
Assinale a alternativa correta que completa as lacunas da
frase a seguir. No deslocamento do 3º ao 5º andar, o peso
do garoto que sobe de elevador realiza um trabalho
_____________ trabalho realizado pelo peso do garoto
que sobe pelas escadas e a potência desenvolvida pelo
garoto que sobe pelas escadas é ___________ potência
desenvolvida pela força normal que atua no garoto que
sobe de elevador.
a) menor que o – maior que a
b) igual ao – igual a
c) maior que o – menor que a
d) igual ao – menor que a
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
Gab: A
Questão 08 Um guindaste com rendimento de 25% ergue
uma carga de meia tonelada a uma altura de 75,0cm no
intervalo de 5,0s.
Gab: D
2
Questão 11 Em uma competição de salto em distância,
um atleta de 70 kg tem, imediatamente antes do salto,
uma velocidade na direção horizontal de módulo 10 m/s.
Ao saltar, o atleta usa seus músculos para empurrar o chão
na direção vertical, produzindo uma energia de 500 J,
sendo 70% desse valor na forma de energia cinética.
Imediatamente após se separar do chão, o módulo da
velocidade do atleta é mais próximo de
a) 10,0 m/s
b) 10,5 m/s
c) 12,2 m/s
d) 13,2 m/s
e) 13,8 m/s
a)
b)
c)
d)
e)
Gab: E
Questão 15 Um bloco de massa M = 1,0 kg é solto a
partir do repouso no ponto A, a uma altura H = 0,8 m,
conforme mostrado na figura. No trecho plano entre os
pontos B e C (de comprimento L = 3,5 m), o coeficiente
de atrito cinético é  = 0,1. No restante do percurso, o
atrito é desprezível. Após o ponto C, encontra-se uma
mola de constante elástica k = 1,0  102 N/m. Considere a
aceleração da gravidade como g = 10 m/s2.
Gab: B
Questão 12 Para fazer um projeto da barragem de uma
usina hidrelétrica de 19,8 m de altura, o projetista
considerou um pequeno volume de água V caindo do
topo da barragem a uma velocidade inicial de 2 m/s sobre
as turbinas na base da barragem. Considerando o exposto,
calcule:
Dados:
Densidade da água:  = 1 g/cm3
g = 10m/s2
a) a velocidade do volume de água V ao chegar à
turbina na base da barragem;
b) a potência útil da usina, se sua eficiência em
todo o processo de produção de energia elétrica
for de 30%, para uma vazão de água de
120106 cm3/s
Sobre isso, analise as proposições a seguir:
I.
Na primeira queda, a velocidade do bloco no
ponto B é vB = 16 m/s.
II. Na primeira queda, a velocidade do bloco no
ponto C é vC = 9 m/s.
III. Na primeira queda, a deformação máxima da
mola é xmáx = 30 cm.
IV. O bloco atinge o repouso definitivamente numa
posição de 1 m à direita do ponto B.
Está(ão) CORRETA(S)
a) I e II, apenas.
b) III e IV, apenas.
c) I, II, III e IV.
d) III, apenas.
e) I, II e IV, apenas.
Gab:
a)
20 m/s
b)
7,2 MW
100 m/s
50 m/s
0,1 m/s
500 m/s
10 m/s
Questão 13 Uma bola de borracha maciça com 1,5 kg cai
do telhado de um sobrado que está a 8,0 m do solo. A
cada choque com o solo, observa-se que a bola perde 25%
de sua energia cinética. Despreze todas as resistências e
adote g = 10 m/s2. Após o segundo choque, a altura
máxima atingida pela bola será
a) 3,0 m
b) 4,5 m
c) 5,0 m
d) 5,5 m
e) 6,0 m
Gab: B
Questão 16 Um esquiador de massa m desce por uma
rampa, de altura h, e na parte inferior entra em um loop de
raio R, conforme ilustra a figura a seguir.
Gab: B
Questão 14 Um esquiador com massa m = 80 Kg está
inicialmente parado no alto de uma montanha coberta de
gelo. Ele desce a rampa de gelo e atinge o ponto mais
baixo de sua trajetória, a uma altura h = 5,0 m em relação
ao topo da montanha, conforme indica a figura abaixo.
Desprezando o atrito entre os esquis e a rampa, e que a
aceleração da gravidade local vale g = 10 m/s2, o módulo
da velocidade do esquiador embaixo da rampa será:
Tendo em vista que no ponto A, a altura R do solo, o
módulo da força resultante sobre o esquiador é de 26
vezes o valor de seu peso, e que o atrito é desprezível,
determine:
a) a razão h/R;
b) a força que o trilho exerce sobre o esquiador no
ponto mais alto do loop.
Gab:
a)
h 7

R 2
b) N = 2P
Questão 17 Uma mola de constante elástica 400N/m é
comprimida 10cm. Nessa situação, sua energia potencial
elástica vale:
a)
3
1J
b)
c)
d)
e)
2J
3J
4J
5J
Questão 21 Um bloco de massa 0,60kg é abandonado, a
partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano
vertical. O ponto A está a 2,0m de altura da base da pista,
onde está fixa uma mola de constante elástica 150N/m.
São desprezíveis os efeitos do atrito e adota-se g =
10m/s2.
Gab: B
Questão 18 Um garoto estica o seu estilingue para atirar,
verticalmente, uma pedra de massa m até a maior
altura possível. Considerando o coeficiente de
elasticidade do estilingue, k, a elongação, x, e a
aceleração gravitacional, g, a expressão que fornece a
altura máxima atingida pela pedra a partir do
lançamento, é:
a)
b)
c)
d)
e)
A máxima compressão da mola vale, em metros,
a) 0,80
b) 0,40
c) 0,20
d) 0,10
e) 0,05
m.g / k.x2
k.x2/2.m.g
m2.g /2.k.x
2.m.k /g.x2
2.k.g / m.x2
Gab: B
Questão 22 O chuveiro elétrico de uma residência pode
funcionar no modo INVERNO ou no modo VERÃO. No
primeiro caso dissipa 8 000 W e no segundo, 6 000 W.
Gab: B
Questão 19 Um projétil de 100 g é lançado do solo,
verticalmente, para cima, com velocidade de 60 m/s.
Ao passar pela primeira vez pela altura de 70 m, a
velocidade desse projétil é de 40 m/s. Adotando g =
10 m/s2, a energia mecânica dissipada até atingir essa
referida altura é de:
a) 20 J
b) 25 J
c) 30 J
d) 35 J
e) 40 J
(www.da-educa.com. Adaptado.)
Em pleno verão, alguém nota que a chave seletora está
ajustada para a posição inverno. Para que os banhos sejam
mais confortáveis e também para economizar energia
elétrica, duas mudanças são propostas:
(I) reposicionar a chave seletora na posição verão;
(II) reduzir o tempo de banho da família em 20%.
Se as duas medidas forem adotadas simultaneamente, o
consumo de energia elétrica, devido apenas aos banhos
com esse chuveiro elétrico, será reduzido em
a) 40%.
b) 45%.
c) 30%.
d) 25%.
e) 35%.
Gab: C
Questão 20 A figura mostra o perfil de uma montanha
russa de um parque de diversões.
Gab: A
Questão 23 Ao entrar em uma loja de materiais de
construção, um eletricista vê o seguinte anúncio:
ECONOMIZE: Lâmpadas fluorescentes de 15 W têm a
mesma
luminosidade
(iluminação)
que lâmpadas incandescentes de 60 W de potência.
De acordo com o anúncio, com o intuito de economizar
energia elétrica, o eletricista troca uma lâmpada
incandescente por uma fluorescente e conclui que, em 1
hora, a economia de energia elétrica, em kWh, será de
a) 0,015.
b) 0,025.
c) 0,030.
d) 0,040.
e) 0,045.
O carrinho é levado até o ponto mais alto por uma esteira,
atingindo o ponto A com velocidade que pode ser
considerada nula. A partir desse ponto, inicia seu
movimento e ao passar pelo ponto B sua velocidade é de
10 m/s. Considerando a massa do conjunto carrinho +
passageiros como 400 kg, pode-se afirmar que o módulo
da energia mecânica dissipada pelo sistema foi de:
a) 96 000 J
b) 60 000 J
c) 36 000 J
d) 9 600 J
e) 6 000 J
Gab: B
Gab: E
4
Questão 24 Atualmente, a maioria das pessoas tem
substituído, em suas residências, lâmpadas incandescentes
por lâmpadas fluorescentes, visando a uma maior
economia. Sabendo-se que a luminosidade da lâmpada
fluorescente de 15 W equivale à da lâmpada
incandescente de 60 W, o efeito da substituição de uma
lâmpada incandescente que funcione em média 6 horas
por dia por outra fluorescente será uma economia mensal,
em kWh, de
a) 4,5.
b) 8,1.
c) 10,2.
d) 13,5.
e) 15,0.
Gab: B
Questão 25 A figura abaixo ilustra o processo de
transformação de energia química em energia elétrica a
partir da queima do carvão e, em seguida, a transmissão
da energia elétrica até uma residência onde a energia
elétrica é totalmente convertida em energia luminosa e
térmica (efeito Joule). A queima de um 1kg de carvão
resulta em 107J de energia química.
Por um descuido, alguns “pingos” d’água caíram sobre
três informações dessa tabela. Para que se pudesse
verificar se o consumo de energia elétrica mensal era
condizente com os aparelhos elétricos da casa, foi
necessário recuperar tais informações. A média de tempo
de utilização, por dia, em minutos do chuveiro, a potência
média, em watts, da lavadora de roupas e a estimativa do
número de dias de uso no mês do secador de cabelos,
respectivamente, são
a) 40 minutos, 50 watts e 20 dias.
b) 40 minutos, 550 watts e 12 dias.
c) 40 minutos, 500 watts e 30 dias.
d) 20 minutos, 500 watts e 30 dias.
e) 20 minutos, 50 watts e 20 dias.
A queima de 1kg de carvão mantém acesa uma lâmpada
de potência dissipada igual a 100W durante quanto
tempo?
a) 4h
b) 6h
c) 8h
d) 10h
Gab: C
Questão 28 A Hidrelétrica de Tucuruí, no Pará, é a maior
usina hidrelétrica em potência 100% brasileira. A sua
barragem cria um desnível de 72m no rio Tocantins.
Quantos litros de água precisam descer desta altura, para
que a correspondente variação de energia potencial
gravitacional, transformada em energia elétrica, mantenha
ligado um ferro de passar roupa de 1KW de potência,
durante uma hora? Para responder a questão, assuma que
o processo é 100% eficiente, ou seja, a variação de
energia potencial gravitacional da água converte-se
integralmente na energia elétrica consumida pelo ferro de
passar. Considere também que 1 litro de água tem uma
massa de 1Kg e que a aceleração da gravidade é 10m/s2.
A resposta correta é:
a) 50 litros
b) 720 litros
c) 2000 litros
d) 3600 litros
e) 5000 litros
Gab: B
Questão 26 Um painel de energia solar de área igual a 1
m2 produz cerca de 0,5 kW.h por dia. Pensando nisso, um
consumidor interessado nessa fonte de energia resolveu
avaliar sua necessidade de consumo diário, que está
listada na tabela abaixo.
A partir desses dados, o número mínimo de painéis
solares que esse consumidor precisa adquirir para fazer
frente às suas necessidades de consumo diário de energia
é:
a) 5
b) 10
c) 15
d) 20
e) 25
Gab: E
Questão 29 Uma pessoa adulta, para realizar suas
atividades rotineiras, consome em média, 2 500 kcal de
energia por dia. Calcule a potência média, em watts,
consumida em um dia por essa pessoa para realizar suas
atividades.
Gab: D
Questão 27 Analise a tabela, adaptada da cartilha
“Práticas de utilização consciente da energia elétrica”, da
CPFL.
Gab: P = 121,5 W
5
Questão 30 A altura do Morro da Urca é de 220 m e a
altura do Pão de Açúcar é de cerca de 400 m, ambas em
relação ao solo. A variação da energia potencial
gravitacional do bondinho com passageiros de massa total
M = 5000 kg, no segundo trecho do passeio, é (Use g = 10
m/s2.)
a) 11 x 106 J.
b) 20 x 106 J.
c) 31 x 106 J.
d) 9 x 106 J.
Gab: D
ANOTAÇÕES
[email protected]
merkfred.wordpress.com
Bom estudo e bom trabalho!!!
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