Lista 6

Unesp
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
UNIDADE DIFERENCIADA - SOROCABA/IPERÓ
Engenharia Ambiental – Profa. Maria Lúcia Antunes
6ª Lista de Física
1) Uma bala de 15g tem velocidade de 1,2Km/s. a) Qual a energia cinética da bala em
Joules? b) Qual a energia cinética da bala se a velocidade for reduzida a metade?c)
Qual a energia da bala se sua velocidade for duplicada? (10800J; 2700J; 43200J)
2) Um corpo de 6Kg é elevado do repouso a uma altura de 3m por uma força vertical
de 80N. Calcular a) o trabalho da força, b) o trabalho da gravidade e c) a energia
cinética final do corpo. (240J; -177J, 63J)
3) Uma força constante de 80N atua sobre um corpo de massa 5Kg que se move na
direção da força com velocidade de 20m/s. Três segundo depois o corpo está com
velocidade de 69m/s. Determine o trabalho efetuado pela força. (15853J)
4) Uma determinada mola armazena 25J de energia potencial quando sofre uma
compressão de 5,5 cm. Qual a constante da mola? (R. 16,5 x103 N/m)
5) Um caminhão que perdeu os freios está em uma estrada em declive a 130Km/h. A
estrada dispõe de uma rampa de escape com inclinação 15°. Qual o menor
comprimento da rampa para que a velocidade do caminhão chegue a zero antes do
final da rampa ? (L = 257m)
6) Um projétil com massa de 2,4Kg é disparado para cima do alto de uma colina de
125m de altura com uma velocidade de 150m/s e numa direção que faz um ângulo
de 41° com a horizontal. (a) Qual a energia cinética do projétil no momento em que
é disparado? (b) qual a energia potencial do projétil no mesmo momento? Supondo
que a energia potencial é nula na base da colina. (c) Determine a velocidade do
projétil no momento em que atinge o solo. Suponha que a resistência do ar possa ser
ignorada. (2,7 x104J; 2,94 x 103J; 159m/s)
7) Uma mola pode ser comprimida 2 cm por uma força de 270N.Um bloco de 12Kg de
massa é liberado a partir do repouso do alto de um plano inclinado sem atrito, cuja
inclinação é de 30°. O bloco comprime a mola 5,5 cm antes de parar. (a) Qual a
distância total percorrida pelo bloco até parar ? (b) Qual a velocidade do bloco no
momento em que se choca com a mola?(0,348m; 1,7m/s)
8) Uma bola de gude de 5g é disparada verticalmente para cima por uma espingarda de
mola. A mola deve ser comprimida de 8cm para que a bola de gude apenas alcance
um alvo situado a 20m de distância. (a) qual a variação da energia potencial
gravitacional da bola de gude durante a subida? (b) Qual a constante da mola?
(Resp. 0,984J; 307,5N/m)
9) Um carrinho de montanha russa sem atrito chega ao alto da primeira rampa da
figura com velocidade Vo. (a) Qual a sua velocidade no ponto A? (b) Qual sua
velocidade no ponto B? Qual a sua velocidade no ponto C? (d)A que altura chegara
a última rampa que é alta demais para ser ultrapassada?
10)Uma bola de massa m está presa à extremidade de uma barra de comprimento L e massa
desprezível. A outra extremidade da barra é articulada, de modo que a bola pode descrever
um círculo plano vertical. A barra é mantida na posição horizontal, como na figura até
receber um impulso suficiente para chegar ao ponto mais alto do círculo com velocidade
zero. (a) Qual a variação da energia potencial da bola? (b) Qual a velocidade inicial da
bola? ( mgL; (2gL)1/2)
11) Uma bala de morteiro de 5Kg é disparada para cima com velocidade inicial de 100m/s e
um ângulo de 34° em relação a horizontal. (a) Qual a energia cinética da bala no momento
do disparo? (b) Qual é a variação na energia potencial da bala até o momento em que
atinge o ponto mais alto da trajetória? (c) Qual a altura atingida pela bala? ( 2,5 x104J;
7,8 x103J; 160m)
12) Deixa-se cair um bloco de massa 2Kg de uma altura de 40cm sobre uma mola de
constante elástica K = 1960N/m. Determine a compressão máxima da mola (10cm).
13) Tarzan, que pesa 688N, decide usar um cipó de 18m de comprimento para atravessar
um abismo. Do ponto de partida até o ponto mais baixo da trajetória, desce 3,2m. O cipó é
capaz de resistir a uma força máxima de 950N. O Tarzan consegue chegar ao outro lado?
Dica: considere a segunda lei de Newton – a força centrípeta resultante está relacionada
com a tensão no cipó e a força peso. ( T= 932,6N)
14) A seguir é apresentado um gráfico da energia potencial U(x) de uma partícula.
Interprete esse gráfico para o caso da partícula com energia mecânica de: (a) E=Eo, E=E1,
E=E3.
15) Usando o conceito de trabalho e energia potencial
Obtenha a expressão para energia potencial gravitacional.
Utilizando o conceito de energia interna e a expressão:
∆U + ∆K + Eint = 0
Resolva os exercícios a seguir:
16)Um torcedor do Chicago Cubs deixa cair uma bola de beisebol ( de massa m = 0,143Kg)
do topo de uma torre, a uma altura de 443m. A bola atinge uma velocidade terminal de
42m/s. Determine a variação da energia interna da bola e do ar a sua volta durante a queda
até a superfície.
17) Um bloco de 4,5Kg é empurrado para cima em um plano inclinado de 30°, com uma
velocidade inicial de 5m/s. Descobre-se que ele percorre uma distância de 1,5m para cima
até que sua velocidade diminua até zero. (a) qual o valor da energia interna do sistema
(composto pelo bloco + plano + Terra ) neste processo devido ao atrito? (b) Em seguida o
bloco desliza do repouso para trás, descendo o plano inclinado. Caso se suponha que o
atrito produziu o mesmo ganho de energia interna durante a viagem para baixo, qual é a
velocidade do bloco quando ele passa pela posição inicial (considere a viagem inteira).