TRABALHO E POTÊNCIA

FÍSICA - 1o ANO
MÓDULO 25
TRABALHO E POTÊNCIA
→
F
A
θ
→
d
B
F
τF
d
A
→
P θ
→
g
→
h
→
d
C
B
Fel
Kx
A
t
O
x
x
B
→
N
→
F
5,00 m
→
Fat
A
→
P
12,0 m
P
A=t
(numericamente)
t
O
∆t
Fixação
1) Um corpo de massa igual a 0,50 kg, sujeito à ação de uma força constante, na direção do
movimento, teve sua velocidade variada de 3,0 m/s para 5,0 m/s em 2,0s. Calcule o trabalho
realizado pela força resultante que motivou essa variação de velocidade.
Fixação
2) Um caixote de madeira com massa 10 kg é empurrado sobre um piso horizontal por uma
força horizontal F de intensidade 50 N. O coeficiente de atrito entre o caixote e o piso é igual
a 0,4. A aceleração da gravidade no local é igual a 10 m/s2. Determine o trabalho da força
resultante que atua sobre o caixote em um deslocamento de 10 m.
Fixação
3) Uma máquina tem potência útil igual a 2,5 kW. Com essa máquina pode-se erguer um corpo
de massa m com velocidade 5,0 m/s. Qual deverá ser o valor de m? Adote g = 10 m/s2.
Fixação
4) O gráfico da figura mostra a variação da intensidade da força F que atua sobre um corpo,
paralelamente à sua trajetória, em função de sua posição (d).
F (N)
20
0
10 d (m)
Se de d = 2m até d = 6m passaram-se 4s, qual a potência média dissipada nesse intervalo?
Fixação
5) Num teste de desempenho de um veículo de massa 1.200 kg, verificou-se que ele pode
atingir a velocidade de 72 km/h, partindo do repouso, em 3,0 s. Calcule a potência média nesse
intervalo de tempo, em HP. Despreze as perdas e considere 1,000 HP = 746,0 W.
Proposto
1) No esquema mostrado, as forças indicadas são constantes de intensidades: F = 60 N, Fat
= 8,0 N, P = 100 N e N = 91 N. Determine o trabalho realizado por cada uma das forças e pela
força resultante no trajeto de A a B. Considere.
B
→
N
→
F
4m
→
Fat
A
→
P
10m
Proposto
2) Um carrinho de massa 0,5 kg apoiado sobre uma superfície plana e horizontal, está sendo
puxado pela força F, de módulo 4,0 N, que atua na mesma direção do deslocamento do carrinho, como indicado na figura.
→
F
x=0
x = 0,5
x (m)
a) Qual é o trabalho realizado pela força F, quando o carrinho se desloca de x = 0 para x = 0,5 m?
b) Qual será a velocidade do carrinho ao passar pela posição x =0,5m, se passou por x =0 com
velocidade de 1m/s? (Despreze possíveis atritos).
Proposto
3) (UERJ) Um pequeno vagão, deslocando-se sobre trilhos, realiza o percurso entre os pontos A
e C, segundo a forma representada na figura abaixo, na qual h1 e h2 são os desníveis do trajeto.
C
h2
h1
A
B
→
Os trabalhos realizados entre os pontos A e C, pelo peso (P
) do carrinho e pela reação
→
mnormal (N) exercida pelos trilhos sobre o vagão, correspondem, respectivamente, a:
→
a) - P (h1 + h2) e →
N (h1 - h2) →
b) P (h1 + h2) e 0 →
→
c) P h2 e N h2
→
d) - P h2 e 0
Proposto
4) Um pequeno bloco de massa 2,0 kg encontra-se inicialmente em repouso num ponto 0. A
força resultante F que passa a agir no bloco o faz mover-se ao longo de um eixo x. A intensidade
da força F varia de acordo com o gráfico.
F(N)
12
0
2,0
4,0
x (m)
Determine o trabalho realizado pela de x= 0 até x= 3,0m.
Proposto
5) (UERJ) Um corpo está apoiado sobre um plano hori-zontal, com atrito desprezível e sob a
ação de uma força paralela ao plano de apoio.
→
F
plano horizontal
O diagrama abaixo representa a variação da posição do corpo durante 10 segundos de
ação da força.
F (N)
20
∆S (m)
0
5,0
A potência desenvolvida pela força, durante o intervalo de tempo referido, é:
a) 10 W
d) 50 W
b) 20 W
e) 60 W
c) 30 W
Proposto
6) Um carro lançado pela indústria brasileira tem, apro-ximadamente, 1.500 kg e pode acelerar
do repouso até uma velocidade 108 km/h, em 10 segundos. Supondo que a força para isso
se mantenha constante:
a) qual o trabalho realizado nessa aceleração?
b) qual a potência do carro em cv?
Proposto
7) (UERJ) 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 θ.
Nessa expressão, θ equivale, em graus, a:
a) 15 c) 45
b) 30 d) 75
Proposto
8) Uma caixa d’água, cuja capacidade é de 5 000 litros, está situada a 6,0 m de altura do reservatório. Uma bomba funcionando durante 20 minutos eleva a água, enchendo completamente
a caixa. A aceleração da gravidade é 10 m/s2. A potência desenvolvida pelo motor da bomba
para realizar essa tarefa foi, em watts, de:
a) 1500 d) 1800
b) 400 e) 240 000
c) 250
Proposto
9) O gráfico velocidade contra tempo, mostrado adiante, representa o movimento retilíneo de
um carro de massa m = 600 kg numa estrada molhada. No instante t = 6s, o motorista vê um
engarrafamento sua frente e pisa no freio. O carro, então, com as rodas travadas, desliza na
pista até parar completamente. Despreze a resistência do ar.
v (m/s)
10
t (s)
2
4
6
8
a) Qual é o coeficiente de atrito entre os pneus do carro e a pista?
b) Qual o trabalho, em módulo, realizado pela força de atrito entre os instantes t = 6 s e t = 8 s?
Proposto
10) (UNIRIO) A energia nuclear de Angra II foi projetada para gerar, aproximadamente, uma
potência elétrica máxima de 1300MW a cada segundo. Admitindo-se que toda a energia elétrica
produzida será efetivamente empregada em abastecimento domiciliar e que uma família média
consome 200 kWh por mês, quantas famílias poderão ser beneficiadas com a energia produzida
em Angra II ?
Considere:
1MW = 1,0 x 106 W
a) 6,5 milhões; b) 1,2 milhões; c) 5,9 milhões;
d) 1,5 milhões;
e) 4,7 milhões.
Proposto
11) (PUC) A força de atrito viscoso sobre um determinado barco é diretamente proporcional sua
velocidade em relação à água. Sob outro aspecto, a potência desenvolvida pela força motriz
para deslocar o barco numa dada velocidade e em movimento retilíneo pode ser calculada pelo
produto entre os módulos da força e da velocidade. Verifica-se que, para deslocar o barco com
velocidade constante de módulo 12km/h, é necessária potência motriz de 6,0 quilowatts (kW).
Para deslocar o mesmo barco com velocidade constante de módulo 24km/h, será necessária
potência motriz de:
a) 24 kW
b) 18 kW
c) 16 kW
d) 14 kW
e) 10 kW