Trabalho Mecânico - NS Aulas Particulares

Trabalho Mecânico
1. (G1 - ifce 2012) Uma pessoa sobe um lance de escada, com velocidade constante, em 1,0
min. Se a mesma pessoa subisse o mesmo lance, também com velocidade constante em 2,0
min, ela realizaria um trabalho
a) duas vezes maior que o primeiro.
b) duas vezes menor que o primeiro.
c) quatro vezes maior que o primeiro.
d) quatro vezes menor que o primeiro.
e) igual ao primeiro.
2. (Upe 2011) Um corpo de massa m desliza sobre o plano horizontal, sem atrito ao longo do
eixo AB, sob ação das forças F1 e F2 de acordo com a figura a seguir. A força F1 é constante,
tem módulo igual a 10 N e forma com a vertical um ângulo θ  30º .
A força F2 varia de acordo com o gráfico a seguir:
Dados sem 30º = cos = 60º = 1/2
O trabalho realizado pelas forças ()para que o corpo sofra um deslocamento de 0 a 4m, em
joules, vale
a) 20
b) 47
c) 27
d) 50
e) 40
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3. (Upe 2011) Considere um bloco de massa m ligado a uma mola de constante elástica k = 20
N/m, como mostrado na figura a seguir. O bloco encontra-se parado na posição x = 4,0 m. A
posição de equilíbrio da mola é x = 0.
O gráfico a seguir indica como o módulo da força elástica da mola varia com a posição x do
bloco.
O trabalho realizado pela força elástica para levar o bloco da posição x = 4,0 m até a posição x
= 2,0, em joules, vale
a) 120
b) 80
c) 40
d) 160
e) - 80
4. (Espcex (Aman) 2011) Um bloco, puxado por meio de uma corda inextensível e de massa
desprezível, desliza sobre uma superfície horizontal com atrito, descrevendo um movimento
retilíneo e uniforme. A corda faz um ângulo de 53° com a horizontal e a tração que ela
transmite ao bloco é de 80 N. Se o bloco sofrer um deslocamento de 20 m ao longo da
superfície, o trabalho realizado pela tração no bloco será de:
(Dados: sen 53° = 0,8 e cos 53° = 0,6)
a) 480 J
b) 640 J
c) 960 J
d) 1280 J
e) 1600 J
5. (Uerj 2011) Um homem arrasta uma cadeira sobre um piso plano, percorrendo em linha reta
uma distância de 1 m. Durante todo o percurso, a força que ele exerce sobre a cadeira possui
intensidade igual a 4 N e direção de 60° em relação ao piso.
O gráfico que melhor representa o trabalho T, realizado por essa força ao longo de todo o
deslocamento d, está indicado em:
a)
b)
c)
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d)
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6. (Fgv 2010) 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.
7. (Pucrj 2010) O Cristo Redentor, localizado no Corcovado, encontra-se a 710 m do nível no
mar e pesa 1.140 ton. Considerando-se g = 10 m/s2, é correto afirmar que o trabalho total
realizado para levar todo o material que compõe a estátua até o topo do Corcovado foi de, no
mínimo:
a) 114.000 kJ
b) 505.875 kJ
c) 1.010.750 kJ
d) 2.023.500 kJ
e) 8.094.000 kJ
8. (Uece 2010) Em um corredor horizontal, um estudante puxa uma mochila de rodinhas de 6
kg pela haste, que faz 60o com o chão. A força aplicada pelo estudante é a mesma necessária
para levantar um peso de 1,5 kg, com velocidade constante. Considerando a aceleração da
gravidade igual a 10 m/s2, o trabalho, em Joule, realizado para puxar a mochila por uma
distância de 30 m é
a) Zero.
b) 225,0.
c) 389,7.
d) 900,0.
9. (Unesp 2009) Suponha que os tratores 1 e 2 da figura arrastem toras de mesma massa
pelas rampas correspondentes, elevando-as à mesma altura h. Sabe-se que ambos se
movimentam com velocidades constantes e que o comprimento da rampa 2 é o dobro do
comprimento da rampa 1.
Chamando de τ1 e τ2 os trabalhos realizados pela força gravitacional sobre essas toras,
pode-se afirmar que:
a) τ1  2τ2; τ1  0 e τ2  0.
b) τ1  2τ2; τ1  0 e τ2  0.
c) τ1  τ2; τ1  0 e τ2  0.
d) 2τ1  τ2; τ1  0 e τ2  0.
e) 2τ1  τ2; τ1  0 e τ2  0.
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10. (G1 - cps 2008) A pesca é um dos lazeres mais procurados. Apetrechos e equipamentos
utilizados devem ser da melhor qualidade. O fio para pesca é um exemplo. Ele deve resistir à
força que o peixe faz para tentar permanecer na água e também ao peso do peixe. Supondo
que o peixe seja retirado, perpendicularmente em relação à superfície da água, com uma força
constante, o trabalho
a) será resistente, considerando apenas a força peso do peixe.
b) da força resultante será resistente, pois o peixe será retirado da água.
c) será indiferente, pois a força, sendo constante, implicará em aceleração igual a zero.
d) poderá ser resistente em relação à força que o pescador aplicará para erguer o peixe.
e) de qualquer força aplicada no peixe será nulo, pois força e deslocamento são
perpendiculares entre si.
11. (Pucrj 2008) Durante a aula de educação física, ao realizar um exercício, um aluno levanta
verticalmente um peso com sua mão, mantendo, durante o movimento, a velocidade constante.
Pode-se afirmar que o trabalho realizado pelo aluno é:
a) positivo, pois a força exercida pelo aluno atua na mesma direção e sentido oposto ao do
movimento do peso.
b) positivo, pois a força exercida pelo aluno atua na mesma direção e sentido do movimento do
peso.
c) zero, uma vez que o movimento tem velocidade constante.
d) negativo, pois a força exercida pelo aluno atua na mesma direção e sentido oposto ao do
movimento do peso.
e) negativo, pois a força exercida pelo aluno atua na mesma direção e sentido do movimento
do peso.
12. (Ufpr 2007) Um engenheiro mecânico projetou um pistão que se move na direção
horizontal dentro de uma cavidade cilíndrica. Ele verificou que a força horizontal F, a qual é
aplicada ao pistão por um agente externo, pode ser relacionada à sua posição horizontal x por
meio do gráfico a seguir. Para ambos os eixos do gráfico, valores positivos indicam o sentido
para a direita, enquanto valores negativos indicam o sentido para a esquerda. Sabe-se que a
massa do pistão vale 1,5 kg e que ele está inicialmente em repouso. Com relação ao gráfico,
considere as seguintes afirmativas:
1. O trabalho realizado pela força sobre o pistão entre x = 0 e x = 1 cm vale 7,5 × 10 -2J.
2. A aceleração do pistão entre x = 1 cm e x = 2 cm é constante e vale 10 m/s 2.
3. Entre x = 4 cm e x = 5 cm, o pistão se move com velocidade constante.
4. O trabalho total realizado pela força sobre o pistão entre x = 0 e x = 7 cm é nulo.
a) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
d) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
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13. (Pucmg 2007) Considere um corpo sendo arrastado, com velocidade constante, sobre uma
superfície horizontal onde o atrito não é desprezível. Considere as afirmações I, II e III a
respeito da situação descrita.
I. O trabalho da força de atrito é nulo.
II. O trabalho da força peso é nulo.
III. A força que arrasta o corpo é nula.
A afirmação está INCORRETA em:
a) I apenas.
b) I e III, apenas.
c) II apenas.
d) I, II e III.
14. (Unifesp 2006) A figura representa o gráfico do módulo F de uma força que atua sobre um
corpo em função do seu deslocamento x. Sabe-se que a força atua sempre na mesma direção
e sentido do deslocamento.
Pode-se afirmar que o trabalho dessa força no trecho representado pelo gráfico é, em joules,
a) 0.
b) 2,5.
c) 5,0.
d) 7,5.
e) 10.
15. (G1 - cps 2006) Com o auxílio de um guindaste, uma plataforma de massa 5 kg é utilizada
para erguer, desde o solo até a altura de 5 m, a atriz que será destaque de um dos carros
alegóricos da escola de samba Unidos da Lua Cheia, cuja fantasia tem massa de 25 kg.
Dado: g = 10 m/s2
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Se o trabalho que o peso do conjunto atriz + fantasia + plataforma realiza durante esse
deslocamento tiver módulo igual a 4 500 J, a massa da atriz será, em kg, igual a
a) 90.
b) 75.
c) 60.
d) 55.
e) 40.
16. (G1 - cps 2005) Em Física, a definição trabalho da força peso é igual ao produto da força
pelo deslocamento realizado e o cosseno do ângulo formado entre ambos.
Considere na figura a seguir um jovem que realiza um carregamento de um corpo de peso P na
trajetória ABCD indicada.
Dado:
Trabalho da força peso: τp = P . d . cosθ
cos 0° = 1
cos 90° = 0
cos 180° = -1
a) Nulo, dependendo da distância d(BC)
b) Nulo, independente da distância d(ABCD)
c) Nulo, dependendo da distância d(ABCD)
d) τ = p.d(BC), independente da distância d(AB)
e) τ = p.d(ABCD), dependendo da distância d(AB)
17. (Unesp 2003) 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.
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18. (Ufsm 2002)
O gráfico representa a elongação de uma mola, em função da tensão exercida sobre ela. O
trabalho da tensão para distender a mola de 0 a 2 m é, em J,
a) 200
b) 100
c) 50
d) 25
e) 12,50
19. (Pucrj 2001) Durante a Olimpíada 2000, em Sidney, um atleta de salto em altura, de 60kg,
atingiu a altura máxima de 2,10m, aterrizando a 3m do seu ponto inicial. Qual o trabalho
realizado pelo peso durante a sua descida? (g=10m/s 2)
a) 1800 J
b) 1260 J
c) 300 J
d) 180 J
e) 21 J
20. (Uerj 2001) Na brincadeira conhecida como cabo-de-guerra, dois grupos de palhaços
utilizam uma corda ideal que apresenta um nó no seu ponto mediano. O gráfico a seguir mostra
a variação da intensidade da resultante F das forças aplicadas sobre o nó, em função da sua
posição x.
Considere que a força resultante e o deslocamento sejam paralelos.
Determine o trabalho realizado por F no deslocamento entre 2,0 e 9,0m.
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Gabarito:
Resposta da questão 1:
[E]
Como a velocidade é constante, o trabalho da força muscular exercida pela pessoa é m g h
nos dois casos.
Resposta da questão 2:
[B]
W1  (Fsen300 )xd  10x0,5x4  20J
Numericamente
W2

área
A figura abaixo mostra o cálculo da área.
W2  6  7  8  6  27J
W  W1  W2  20  27  47J
Resposta da questão 3:
[A]
A área sombreada abaixo é numericamente igual ao trabalho da força elástica.
W
80  40
x2  120J .
2
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Resposta da questão 4:
[C]
Aplicação de fórmula: W  F.d.cos   80x20x0,6  960J
Resposta da questão 5:
[D]
Dados: F = 4 N; d = 1 m;  = 60°
O trabalho de força constante é calculado pela expressão:
T = F d cos .
Essa expressão mostra que o trabalho (T) de força constante é diretamente proporcional ao
deslocamento (d); portanto, o gráfico T = f (d) é uma reta que passa pela origem.
Para os valores fornecidos:
T = 4 (1) cos 60° = 4 (0,5)  T = 2 J.
Resposta da questão 6:
[D]
Dados: F = 30 N; S = 800 m.
O trabalho (W) de uma força constante ( F ) é dado pela expressão:
WF  F S cos . Como a força é paralela ao deslocamento,  = 0°, cos  = 1. Então:
WF  30 (800) = 24.000 J = 24 kJ.
Resposta da questão 7:
[E]
Dados: m = 1.140 ton = 1,14  106 kg; h = 710 m; g = 10 m/s2.
6
9
3
WF = m g h = (1,14  10 ) (10) (710) = 8,094  10 J = 8.094.000  10 J 
WF = 8.094.000 kJ.
Resposta da questão 8:
[B]
Dados: m1 = 6 kg; m2 = 1,5 kg; g = 10 m/s2; S = 30 m;  = 60°.
Se a força F é a necessária para levantar o corpo de massa m2 com velocidade constante,
então a intensidade dessa força é:
F = P2 = m2 g = 15 N.
O trabalho realizado (W) para arrastar a mochila é:
W = F S cos 60° = (15) (30) (0,5)  W = 225 J.
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Resposta da questão 9:
[C]
Adotemos como referencial de altura a base dos planos inclinados. Pelo teorema da energia
potencial, o trabalho da força peso independe da trajetória, sendo dado por:
inicial
final
TPv  EPot
 EPot

T1  T2  0  mgh

T1  T2  m g h.
O trabalho da força peso só depende das alturas final e inicial, sendo, então, positivo na
descida e negativo na subida.
Resposta da questão 10:
[A]
Resposta da questão 11:
[B]
Resposta da questão 12:
[E]
Resposta da questão 13:
[B]
Resposta da questão 14:
[C]
Resposta da questão 15:
[C]
Resposta da questão 16:
[B]
Resposta da questão 17:
[D]
O trabalho pedido é numericamente igual a área da figura sombreada
W
64
 5  25J
2
Resposta da questão 18:
[B]
Resposta da questão 19:
[B]
Resposta da questão 20:
190 J
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