1. O Brasil é um dos países de maior potencial hidráulico do mundo

1. O Brasil é um dos países de maior potencial hidráulico do mundo, superado apenas pela China, pela
Rússia e pelo Congo. Esse potencial traduz a quantidade de energia aproveitável das águas dos rios por
unidade de tempo. Considere que, por uma cachoeira no Rio São Francisco de altura h = 5 m, a água é
escoada numa vazão Z = 5 m3/s. Qual é a expressão que representa a potência hídrica média teórica
oferecida pela cachoeira, considerando que a água possui uma densidade absoluta d = 1000 kg/m 3, que
a aceleração da gravidade tem módulo g = 10 m/s2 e que a velocidade da água no início da queda é
desprezível?
a) 0,25 MW
b) 0,50 MW
c) 0,75 MW
d) 1,00 MW
e) 1,50 MW
2. Uma força atuando em uma caixa varia com a distância x de acordo com o gráfico.
O trabalho realizado por essa força para mover a caixa da posição x = 0 até a posição x = 6 m vale
a) 5 J.
b) 15 J.
c) 20 J.
d) 25 J.
e) 30 J.
3. 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.
4. Um atrativo da cidade de Santos é subir de bondinho até o topo do Monte Serrat, que se localiza a
aproximadamente 150 m do nível do mar.
O funicular é um sistema engenhoso de transporte de pessoas que liga dois bondinhos idênticos por
meio de um único cabo, fazendo com que o peso do bonde que desce o monte auxilie a subida do outro
bonde.
Nesse sistema, se os atritos forem desprezíveis, o esforço da máquina que movimenta o cabo se
resumirá apenas ao esforço de transportar passageiros.
Considere que, em uma viagem,
- os passageiros no bonde, que se encontra no alto do monte, somam a massa de 600 kg;
- os passageiros no bonde, que se encontra ao pé do monte, somam a massa de 1 000 kg;
- a aceleração da gravidade tem valor 10 m/s2;
- cada bonde se move com velocidade constante.
Conclui-se corretamente que a energia empregada pelo motor, que movimenta o sistema funicular para
levar os passageiros a seus destinos, deve ser, em joules,
Para responder a essa questão, lembre-se de que a energia potencial gravitacional é calculada pela
relação:
Epot  massa  aceleração da gravidade  altura
a) 40 000.
b) 150 000.
c) 600 000.
d) 900 000.
e) 1 000 000.
5. Um skatista brinca numa rampa de skate conhecida por “half pipe”. Essa pista tem como corte
transversal uma semicircunferência de raio 3 metros, conforme mostra a figura. O atleta, saindo do
extremo A da pista com velocidade de 4 m/s, atinge um ponto B de altura máxima h.
Desconsiderando a ação de forças dissipativas e adotando a aceleração da gravidade g = 10 m/s 2, o valor
de h, em metros, é de
a) 0,8.
b) 1,0.
c) 1,2.
d) 1,4.
e) 1,6.
6. A quantidade de energia informada na embalagem de uma barra de chocolate é igual a 200 kcal.
Após o consumo dessa barra, uma pessoa decide eliminar a energia adquirida praticando uma corrida,
em percurso plano e retilíneo, com velocidade constante de 1,5 m/s, o que resulta em uma taxa de
dissipação de energia de 500 W. Considerando 1 kcal  4200 J , quantos quilômetros,
aproximadamente, a pessoa precisará correr para dissipar a mesma quantidade de calorias ingeridas ao
comer o chocolate?
7. Seja um corpo de massa M = 100 kg deslizando sobre um plano horizontal com velocidade inicial V =
20,0 m/s. Calcule o módulo do trabalho W da força de atrito necessário para levar o objeto ao repouso.
a) W = 20 kJ
b) W = 2000 kJ
c) W = 10 kJ
d) W = 200 kJ
e) W = 100 kJ
8. Contando que ao término da prova os vestibulandos da GV estivessem loucos por um docinho, o
vendedor de churros levou seu carrinho até o local de saída dos candidatos. Para chegar lá, percorreu
800 m, metade sobre solo horizontal e a outra metade em uma ladeira de inclinação constante, sempre
aplicando sobre o carrinho uma força de intensidade 30 N, paralela ao plano da superfície sobre a qual
se deslocava e na direção do movimento. Levando em conta o esforço aplicado pelo vendedor sobre o
carrinho, considerando todo o traslado, pode-se dizer que,
a) na primeira metade do trajeto, o trabalho exercido foi de 12 kJ, enquanto que, na segunda metade, o
trabalho foi maior.
b) na primeira metade do trajeto, o trabalho exercido foi de 52 kJ, enquanto que, na segunda metade, o
trabalho foi menor.
c) na primeira metade do trajeto, o trabalho exercido foi nulo, assumindo, na segunda metade, o valor
de 12 kJ.
d) tanto na primeira metade do trajeto como na segunda metade, o trabalho foi de mesma intensidade,
totalizando 24 kJ.
e) o trabalho total foi nulo, porque o carrinho parte de um estado de repouso e termina o movimento
na mesma condição.
9. Uma pedra com massa m = 0,10 kg é lançada verticalmente para cima com energia cinética E C = 20
joules. Qual a altura máxima atingida pela pedra?
a) 10 m
b) 15 m
c) 20 m
d) 1 m
e) 0,2 m
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Dados:
Aceleração da gravidade: 10 m/s2 .
Densidade do mercúrio: 13,6 g/cm3 .
Pressão atmosférica: 1,0  105 N/m2 .
Constante eletrostática: k0  1 4 πε0  9,0  109 N  m2 /C2 .
10. O martelo de ferro de 1,5 toneladas, de um bate-estaca, cai em queda livre de uma altura de 5,0 m,
a partir do repouso, sobre uma estaca de cimento. O martelo não rebate após a colisão, isto é,
permanece em contacto com a estaca. A força exercida pela estaca sobre o martelo varia com o tempo
de acordo com o gráfico a seguir. Calcule o valor da força máxima Fmax , em unidades de 103 N .
Despreze todas as perdas de energia existentes entre o martelo e a guia, bem como com as demais
engrenagens.
11. 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.
12. De acordo com a lei da conservação da energia, a energia não pode ser criada nem destruída,
podendo apenas ser transformada de uma forma em outra. Baseado nesse princípio, algumas equipes
de fórmula 1 usaram, durante a temporada de 2009, um Sistema de Recuperação da Energia Cinética
(em inglês KERS)que proporcionava uma potência extra ao carro de cerca de 80 CV durante 6 segundos,
melhorando assim as ultrapassagens. Essa energia era acumulada durante as frenagens usando parte da
energia cinética do carro, que seria dissipada pelos freios em forma de calor.
Se toda a energia acumulada pelo KERS pudesse ser integralmente utilizada por um elevador para
erguer uma carga total de 1000 kg, qual seria, aproximadamente, a altura máxima atingida por esse
elevador, desprezando-se todos os atritos envolvidos?
Dados: 1 CV = 735 W
g = 10 m/s2
a) 20m
b) 25m
c) 30m
d) 35m
e) 40m
13. Considerando-se um determinado LASER que emite um feixe de luz cuja potência vale 6,0 mW, é
CORRETO afirmar que a força exercida por esse feixe de luz, quando incide sobre uma superfície
refletora, vale
Dados: c = 3,0 x 108 m/s
4
a) 1,8 x 10 N
b) 1,8 x 105 N
c) 1,8 x 106 N
d) 2,0 x 1011 N
e) 2,0 x 10-11 N
14. Duas gotas de orvalho caem de uma mesma folha de árvore, estando ambas a uma altura h do solo.
As gotas possuem massas m1 e m2 , sendo m2  2m1. Ao atingirem o solo, suas velocidades e energias
cinéticas são, respectivamente, v1, E1 e v 2 , E2 .
Desprezando o atrito e o empuxo, determine as razões
v1
E
e 1.
v2
E2
15. Não se percebe a existência do ar num dia sem vento; contudo, isso não significa que ele não
existe. Um corpo com massa de 2kg é abandonado de uma altura de 10m, caindo verticalmente num
referencial fixo no solo. Por efeito da resistência do ar, 4J da energia mecânica do sistema corpo-Terra
se transformam em energia interna do ar e do corpo. Considerando o módulo de aceleração da
gravidade como g= 10m/s2, o corpo atinge o solo com velocidade de módulo,
em m/s, de
a) 12.
b) 14.
c) 15.
d) 16.
e) 18.
16. A montadora de determinado veículo produzido no Brasil apregoa que a potência do motor que
equipa o carro é de 100 HP (1HP  750W) . Em uma pista horizontal e retilínea de provas, esse
veículo, partindo do repouso, atingiu a velocidade de 144 km/h em 20 s. Sabendo que a massa do carro
é de 1 000 kg, o rendimento desse motor, nessas condições expostas, é próximo de
a) 30%.
b) 38%.
c) 45%.
d) 48%.
e) 53%.