6aLista de Exercícios - Trabalho e Energia Cinética

6 Lista de Exercícios - Trabalho e Energia Cinética
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1. (Halliday1 7.3E) Para fazer um caixote de massa m = 25, 0 kg subir uma rampa sem
atrito que faz um ângulo θ = 25o com a horizontal, um operário aplica uma força
de módulo F = 209 N, paralela à rampa. Se o caixote se desloca de d = 1, 5 m
(paralelamente à rampa), qual o trabalho efetuado sobre o caixote (a) pelo operário,
(b) pelo peso do caixote, (c) pela força normal exercida pelo plano inclinado sobre o
caixote. (d) Qual o trabalho total exercido sobre o caixote? (e) Supondo que ele parte
do repouso, determine sua velocidade final.
[Respostas: a) 313,5 J; b) - 155,3 J; c) 0; d) 158,2 J; e) 3,6 m/s]
2. (Halliday 7.17P) Qual o trabalho realizado por uma força F = 2xı̂ + 3 ̂ agindo sobre
uma partícula, quando ela se desloca de uma posição inicial ri = 2 ı̂ + 3 ̂ para uma
posição final rf = −4 ı̂ − 3 ̂ ? A força F é dada em N e as distâncias em metros.
[Resposta: - 6 J]
3. (Halliday 7.18E) Uma mola com uma constante de mola k = 15 N/cm está presa a
uma gaiola, como na figura abaixo. (a) Qual o trabalho executado pela mola sobre a
gaiola se a mola é distendida de 7,6 mm em relação a seu estado relaxado? (b) Qual
o trabalho adicional executado pela mola se ela é distendida por mais 7,6 mm?
[Respostas: a) - 0,043 J; b) - 0,130 J]
4. (Halliday 7.29E) Um carro de massa M = 1000 kg está viajando com velocidade v = 60
km/h numa estrada plana. Os freios são aplicados por um tempo suficiente para reduzir
sua energia cinética de ∆K = 50 kJ. (a) Qual a velocidade final do carro? (b) Qual a
redução adicional da energia cinética para fazê-lo parar?
[Respostas: a) 48 km/h; b) 89 kJ]
5. (Halliday 7.38P) Um bloco de massa m = 250 g é deixado cair sobre uma mola vertical
com uma constante k = 2, 5 N/cm, como indicado na figura abaixo. A compressão
máxima da mola produzida pelo bloco é de 12 cm. Enquanto a mola está sendo
comprimida, qual o trabalho executado (a) pelo peso do bloco e (b) pela mola? (c)
Qual era a velocidade do bloco no momento em que se chocou com a mola? (d) Se a
velocidade no momento do impacto for multiplicada por dois, qual será a compressão
máxima da mola? Suponha que o atrito é desprezível.
[Respostas: a) 0,29 J; b) - 1,80 J; c) 3,5 m/s; d) 21 cm]
6. (Halliday 7.40E) Se um teleférico transporta 100 passageiros com um massa média de 70
kg a uma altura de 150 m em 60 s, com velocidade constante, qual a potência média
do teleférico?
[Resposta: 172 kW]
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Halliday significa a 4a edição de Fundamentos de Física - vol I, de Halliday, Resnick e Walker.
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7. (Halliday 7.57) Um corpo de massa m = 0, 3 kg que se desloca sem atrito em uma
superfície horizontal está preso a uma extremidade de uma mola horizontal com k = 500
N/m. A outra extremidade da mola é mantida fixa. O corpo tem uma energia cinética
de 10 J ao passar pela sua posição de equilíbrio. (a) Qual a potência exercida pela
mola sobre o corpo quando este passa pela posição de equilíbrio? (b) Qual a potência
exercida pela mola sobre o corpo quando a mola foi comprimida de 0,10 m e a massa
está se afastando da posição de equilíbrio?
[Respostas: a) 0; b) 353 W]
8. (Halliday 7.8E) Na figura abaixo, uma corda passa por duas polias de massa e atrito
desprezíveis; um objeto de massa m = 20 kg é pendurado numa das duas polias e é
exercida uma força de modulo F na extremidade livre da corda. (a) Qual deve ser
o valor de F para que o objeto seja levantado com velocidade constante? (b) Para
levantar o objeto 2,0 cm, qual deve ser o deslocamento da extremidade livre da corda?
Durante este deslocamento, qual o trabalho realizado pela força F e (d) pelo peso do
objeto?
[Respostas: a) 98 N; b) 4 cm; c) 3,9 J]
d=7,6 mm
d
d
Problema 5
Problema 3
m
F
Problema 8
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