1. (Uerj 2016) No solo da floresta amazônica, são

1. (Uerj 2016) No solo da floresta amazônica, são encontradas partículas ricas em
fósforo, trazidas pelos ventos, com velocidade constante de 0,1m  s1, desde o deserto
do Saara.
Admita que uma das partículas contenha 2,0% em massa de fósforo, o que equivale a
1,2  1015 átomos desse elemento químico.
A energia cinética de uma dessas partículas, em joules, ao ser trazida pelos ventos,
equivale a:
(Dado: MP  31g)
a) 0,75  1010
b) 1,55  1011
c) 2,30  1012
d) 3,10  1013
2. (Uerj 2016) Atualmente, o navio mais rápido do mundo pode navegar em velocidade
superior a 100 km h. Em uma de suas viagens, transporta uma carga de 1000
passageiros e 150 carros. Admita, além da massa do navio, de 450000 kg, os seguintes
valores médios m para as demais massas:
mpassageiro : 70 kg
mcarro: 1000 kg
Estime, em MJ, a energia cinética do conjunto, no instante em que o navio se desloca
com velocidade igual a 108 km h.
3. (Enem 2015) Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a
sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a
energia do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A
imagem mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai,
no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de
carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km h.
Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de
área que chega à superfície da Terra) seja de 1.000 W m2 , que o carro solar possua
massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha
uma área de 9,0 m2 e rendimento de 30%.
Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir
do repouso, para atingir a velocidade de 108 km h é um valor mais próximo de
a) 1,0 s.
b) 4,0 s.
c) 10 s.
d) 33 s.
e) 300 s.
4. (Uerj 2015) Um carro, em um trecho retilíneo da estrada na qual trafegava, colidiu
frontalmente com um poste. O motorista informou um determinado valor para a
velocidade de seu veículo no momento do acidente. O perito de uma seguradora apurou,
no entanto, que a velocidade correspondia a exatamente o dobro do valor informado
pelo motorista.
Considere Ec1 a energia cinética do veículo calculada com a velocidade informada pelo
motorista e Ec 2 aquela calculada com o valor apurado pelo perito.
A razão
Ec1
corresponde a:
Ec 2
a)
1
2
b)
1
4
c) 1
d) 2
5. (Uerj 2012) 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
6. (Enem 2011) Uma das modalidades presentes nas olimpíadas é o salto com vara. As
etapas de um dos saltos de um atleta estão representadas na figura:
Desprezando-se as forças dissipativas (resistência do ar e atrito), para que o salto atinja
a maior altura possível, ou seja, o máximo de energia seja conservada, é necessário que
a) a energia cinética, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia
potencial elástica representada na etapa IV.
b) a energia cinética, representada na etapa II, seja totalmente convertida em energia
potencial gravitacional, representada na etapa IV.
c) a energia cinética, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia
potencial gravitacional, representada na etapa III.
d) a energia potencial gravitacional, representada na etapa II, seja totalmente convertida
em energia potencial elástica, representada na etapa IV.
e) a energia potencial gravitacional, representada na etapa I, seja totalmente convertida
em energia potencial elástica, representada na etapa III.
7. (Uerj 2010) Um objeto é deslocado em um plano sob a ação de uma força de
intensidade igual a 5 N, percorrendo em linha reta uma distância igual a 2 m.
Considere a medida do ângulo entre a força e o deslocamento do objeto igual a 15º, e T
o trabalho realizado por essa força. Uma expressão que pode ser utilizada para o cálculo
desse trabalho, em joules, é T= 5 x 2 x sen  .
Nessa expressão,  equivale, em graus, a:
a) 15
b) 30
c) 45
d) 75
8. (Enem 2ª aplicação 2010) No nosso dia a dia, deparamo-nos com muitas tarefas
pequenas e problemas que demandam pouca energia para serem resolvidos e, por isso,
não consideramos a eficiência energética de nossas ações. No global, isso significa
desperdiçar muito calor que poderia ainda ser usado como fonte de energia para outros
processos. Em ambientes industriais, esse reaproveitamento é feito por um processo
chamado de cogeração. A figura a seguir ilustra um exemplo de cogeração na produção
de energia elétrica.
Em relação ao processo secundário de aproveitamento de energia ilustrado na figura, a
perda global de energia é reduzida por meio da transformação de energia
a) térmica em mecânica.
b) mecânica em térmica.
c) química em térmica.
d) química em mecânica.
e) elétrica em luminosa.
9. (Uerj 2009) Em um supermercado, um cliente empurra seu carrinho de compras
passando pelos setores 1, 2 e 3, com uma força de módulo constante de 4 newtons, na
mesma direção e mesmo sentido dos deslocamentos.
Na matriz A a seguir, cada elemento aij indica, em joules, o trabalho da força que o
cliente faz para deslocar o carrinho do setor i para o setor j, sendo i e j elementos do
conjunto {1, 2, 3}.
Ao se deslocar do setor 1 ao 2, do setor 2 ao 3 e, por fim, retornar ao setor 1, a trajetória
do cliente descreve o perímetro de um triângulo.
Nessas condições, o cliente percorreu, em metros, a distância de:
a) 35
b) 40
c) 45
d) 50
10. (Pucrj 2015) Um elevador de 500 kg deve subir uma carga de 2,5 toneladas a uma
altura de 20 metros, em um tempo inferior a 25 segundos.
Qual deve ser a potência média mínima do motor do elevador, em watts?
Considere: g  10 m / s2
a) 600  103
b) 16  103
c) 24  103
d) 37,5  103
e) 1,5  103
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[B]
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Física]
Calculando a massa da partícula, considerando que a massa de fósforo corresponde a
2% dessa massa.
6  1023 átomos  31 g


2
15
m
1,2  10 átomos 
100

 m
31 1,2  1015  100
2  6  10
23
 3,1 106 g 
m  3,1 109 kg.
Calculando a energia cinética:

9
1
m v 2 3,1 10 10
Ec 

2
2

2
Ec  1,55  1011 J.

Resposta da questão 2:
Para calcular a energia cinética do conjunto, é necessário saber a massa total do
mesmo. Para isso, pode-se escrever:
mT  mnavio  mpassageiro  mcarro
mT  450000  1000  70  150  1000
mT  6,7  105 kg
Calculando o valor da energia cinética, tem-se:
Ec 


1
1
 108 
mT  v 2  6,7  105  

2
2
 3,6 
Ec  301,5  106 J
Ec  301,5 MJ
Resposta da questão 3:
2
[D]
A intensidade de uma radiação é dada pela razão entre a potência total (PT ) captada e a
área de captação (A), como sugerem as unidades.
Dados: I  1.000 W/m2; A  9 m2; m  200 kg; v 0  0; v  108 km/h  30 m/s; η  30%.
P
I T
A
 PT  I A  1.000  9  PT  9.000 W.
Calculando a potência útil (PU) :
η
PU
 PU  30% PT  0,3  9.000  PU  2.700 W.
PT
A potência útil transfere energia cinética ao veículo.

m v 2  v 02
PU 

2
Δt
 Δt 

200 302  0

2  2.700

Δt  33,3 s.
Resposta da questão 4:
[B]

m v2
Ec 1 

2

2

m 2 v 
Ec 2 
2

 Ec 2  4
Resposta da questão 5:
[D]
m v2
2

Ec 1 1
 .
Ec 2 4
No triângulo OAB: a2  b2  262  a2  b2  676. (I)
No triângulo OAC: a2  82  h2 . (II)
No triângulo ABC: b2  182  h2 . (III)
Substituindo (II) e (III) em (I):
82  h2  182  h2  676  2h2  288  h2  144  h  12 m. O
trabalho da força
pela força F  WF  é numericamente igual à “área” entre a linha do gráfico e o eixo do
deslocamento.
WF 
26  12
2
 WF  156 J.
Resposta da questão 6:
[C]
Pela conservação da energia mecânica, toda energia cinética que o atleta adquire na
etapa I, é transformada em energia potencial na etapa III, quando ele praticamente para
no ar.
OBS: Cabe ressaltar que o sistema é não conservativo (incrementativo), pois no
esforço para saltar, o atleta consome energia química do seu organismo, transformando
parte em energia mecânica, portanto, aumentando a energia mecânica do sistema.
Resposta da questão 7:
[D]
Dados: F = 5 N; d = 2 m;  = 15°.
O enunciado nos permite construir a figura abaixo.
O trabalho de uma força é dado pelo trabalho de sua componente paralela ao
deslocamento.
Assim, na figura:
T = F d cos .
Porém,  e  são complementares. Então:
sen  = cos .
Portanto:
T = F d cos  = F d sen . Substituindo os valores dados:
T = 5  2  sen 75°.
Ou seja:  = 75°.
Resposta da questão 8:
[A]
Como no processo secundário de aproveitamento de energia, o calor é usado na
formação de vapor aquecido para mover as turbinas, temos, então, transformação de
energia térmica em energia mecânica.
Resposta da questão 9:
[C]
Resolução
Do setor 1 ao 2.
W = F.d
40 = 4.d  d = 10 m
Do setor 2 ao 3.
W = F.d
80 = 4.d  d = 20 m
Do setor 3 ao 1.
W = F.d
60 = 4.d  d = 15 m
A distância total é de 10 + 20 + 15 = 45 m
Resposta da questão 10:
[C]
A potência mecânica P é a razão entre o trabalho W e o tempo t em realizá-lo.
P
W
t
Mas o trabalho para erguer uma determinada massa é dado pelo produto da massa,
aceleração da gravidade e altura deslocada, em módulo.
W  mgh
Logo, temos:


500 kg  2,5  103 kg  10 m / s2  20 m
W mgh
P


 24  103 W
t
t
25 s