TRABALHO E ENERGIA MECÂNICA 01

TRABALHO E ENERGIA MECÂNICA
01 - (UNICAMP SP)
Sob a ação de uma força constante, um corpo de massa m = 4,0kg adquire, a partir do
repouso, a velocidade de 10m/s.
a) Qual é o trabalho realizado por esta força?
b) Se o corpo se deslocou 25m, qual o valor da força aplicada?
02 - (UFOP MG)
Um caminhão carregado e um pequeno automóvel movem-se ambos com a mesma
energia cinética. Assinale a alternativa correta.
a) A velocidade do automóvel é menor que a velocidade do caminhão.
b) O trabalho que deve ser realizado para parar o automóvel é menor do que o trabalho
que deve ser realizado para parar o caminhão.
c) Se ambos são freados até parar por meio de forças de mesmo valor, as distâncias
percorrida pelo automóvel será maior do que a percorrida pelo caminhão.
d) Se ambos colidirem contra um muro e pararem, o trabalho realizado pelo automóvel
será menor do que o trabalho realizado pelo caminhão.
e) Se ambos colidirem contra um muro e pararem, o trabalho realizado pelo automóvel
será igual ao trabalho realizado pelo caminhão.
03 - (UNESP)
Um bloco de madeira, de massa 0,40kg, mantido em repouso sobre uma superfície plana,
horizontal e perfeitamente lisa, está comprimindo uma mola contra uma parede rígida,
como mostra a figura.
Quando o sistema é liberado, a mola se distende, impulsiona o bloco e este adquire, ao
abandoná-la, uma velocidade final de 2,0m/s. Determine o trabalho da força exercida pela
mola, ao se distender completamente:
a) sobre o bloco e
b) sobre a parede
04 - (UFOP MG)
Uma partícula que se desloca em movimento retilíneo uniforme, com velocidade v 0 = 3m/s
no sentido positivo do eixo x, sofre a ação da força F(x), que atua na direção x e que varia
como no gráfico abaixo.
F(x)
(N)
4
3
2
1
x
0
1
Se a massa da partícula é 0,5kg, pede-se:
2
3
4
(m)
a) calcule o trabalho realizado por esta força sobre a partícula;
b) calcule a velocidade da partícula no ponto x1 = 4m.
05 - (UFF RJ)
Um homem de massa 70 kg sobe uma escada, do ponto A ao ponto B, e depois desce, do
ponto B ao ponto C, conforme indica a figura.
Dado: g = 10 m/s2.
B
3
0
cm
5
0
cm
A
C
O trabalho realizado pelo peso do homem desde o ponto A até no ponto C foi de:
a) 5,6 x 102 J
b) 1,4 x 103 J
c) 3,5 x 103 J
d) 1,4 x 102 J
e) zero
06 - (UFJF MG)
Um carro massa 900 kg travou completamente suas rodas para evitar uma colisão com um
caminhão. A distância que o carro percorreu até alcançar o repouso foi 22 m. Sabendo
que sua velocidade incial imediatmaente antes de freiar era 72 km/h, calcule o trabalho
realizado sobre o carro pelas forças dissipativas.
a) 125000 J
b) 200000 J
c) 180000 J
d) 50000 J
e) 75000 J
07 - (UNIUBE MG)
Uma partícula de massa 4kg, inicialmente em repouso, é submetida a uma força resultante
de direção e sentido invariáveis, e cuja intensidade varia de acordo com o gráfico abaixo. O
trabalho realizado sobre a partícula é, em J, igual a
F(N)
8
0
a)
b)
c)
d)
e)
50
30
20
10
zero
5
t(s)
08 - (UFF RJ)
Uma mola ligada a um anteparo é comprimida de uma distancia L em relação à sua posição
relaxada O para arremessar um projétil sobre um piso liso horizontal, como mostra a
figura.
A mola é liberada e, nessas condições, o projétil de massa mo, muito maior que a massa do
sistema mola-anteparo, tem velocidade v após percorrer a distância L.
Se a mola for comprimida da mesma distância L e o projétil trocado por outro de massa 4
mo, a velocidade desse novo projétil após percorrer a distância L será:
a) v/4
b) v/2
c) v
d) 2v
e) 4v
09 - (UERJ)
Três blocos de pequenas dimensões são abandonados (sem velocidade inicial) a uma
mesma altura H do solo. O bloco 1 cai verticalmente e chega ao solo com uma velocidade
de módulo igual a v1. O bloco 2 desce uma ladeira inclinada em relação à horizontal e
chega ao solo com uma velocidade de módulo igual a v2. O bloco 3 desce um trilho
vertical, cujo perfil está mostrado na figura abaixo, e chega ao solo com uma velocidade de
módulo igual a v3.
x
(1) (2)
(3)
H
x
V
V
V
Supondo-se os atritos desprezíveis e comparando-se v1, v2 e v3, pode-se afirmar que:
a) v1 > v2 > v3
b) v1 > v2 = v3
c) v1 = v2 = v3
d) v1 < v2 = v3
e) v1 < v2 < v3
10 - (UFSC)
Um corpo de massa m = 100g, inicialmente em repouso, é solto de uma altura de 2,2 m.
Abaixo desse corpo há uma plataforma, de massa desprezível, montada sobre uma mola
também de massa desprezível, constante de mola k = 10 N/m e comprimento relaxado de
1,0 m (veja figura abaixo, a qual não está em escala). Determine a compressão máxima da
mola em cm (use g = 10 m/s²), supondo que o movimento tenha ocorrido apenas na
direção vertical
m = 100 g
2 ,2 m
1 ,0 m
/// //// //// //// //// ///// /
11 - (UFMG)
Um esquiador de massa m = 70 kg parte do repouso no ponto P e desce pela rampa
mostrada na figura. Suponha
A energia cinética e a velocidade do esquiador quando ele passa pelo ponto Q, que está
5,0 m abaixo do ponto P, são, respectivamente:
a) 50 J e 15 m/s.
b) 350 J e 5,0 m/s
c) 700 J e 10 m/s.
d) 3,5 x 103 J e 10 m/s.
e) 3,5 x 103 J e 20 m/s.
12 - (FUVEST SP)
A figura mostra, num plano vertical, parte dos trilhos do percurso circular de uma
“montanha russa” de um parque de diversões. A velocidade mínima que o carrinho deve
ter, ao passar pelo ponto mais alto da trajetória, para não desgrudar dos trilhos vale, em
metros por segundo.
g
8m
a)
b)
c)
d)
20
40
80
160
e)
320
13 - (UNIRIO RJ)
Quando a velocidade de um móvel duplica, sua energia cinética:
a) reduz-se um quarto do valor inicial
b) reduzir-se à metade
c) fica multiplicada por 2
d) duplica
e) quadruplica
14 - (UNIRIO RJ)
A figura abaixo representa um carrinho de massa m se deslocando sobre o trilho de uma
montanha russa num local onde a aceleração da gravidade é g = 10 m/s².
Q
P
8
,0m
5
,0m
Considerando que a energia mecânica do carrinho se conserva durante o movimento e, em
P, o modulo da sua velocidade é 8,0 m/s, teremos no ponto Q uma velocidade de módulo
igual a:
a) 5,0 m/s
b) 4,8 m/s
c) 4,0 m/s
d) 2,0 m/s
e) Zero
15 - (UNIFICADO RJ)
A montanha russa Steel Phatom do parque de divesões de Kennywood, nos EUA, é a mais
alta do mundo, com 68,6m de altura acima do ponto mais baixo. Caindo dessa altura, o
trenzinho desta montanha chega a alcançar a velocidade de 128km/h no ponto mais baixo.
A percentagem de perda da energia mecânica do trenzinho nesta queda é mais próxima
de:
a) 10%
b) 15%
c) 20%
d) 255
e) 30%
16 - (UNIFOR CE)
Uma espingarda de mola dispara horizontalmente uma bala, de massa 20g, com
velocidade de 10m/s. Ao ser armada para o disparo, a mola foi comprimida de 10cm. A
constante elástica da mola, no Sistema Internacional de Unidades, vale
a) 20
b) 50
c) 100
d) 200
e) 500
17 - (UNIFOR CE)
Um molho de chaves (80 g) cai da janela do terceiro andar, com velocidade inicial
desprezível. Sendo também desprezível a resistência do ar, a energia cinética do molho de
chaves, ao passar pela janela do primeiro andar (6,0 m abaixo), deve ter um valor mais
próximo de
a) 1,0 J
b) 2,0 J
c) 4,0 J
d) 5,0 J
e) 7,0 J
18 - (UFG GO)
A energia
Em relação à energia, em suas diversas formas, é correto afirmar-se que:
01. um corpo, em queda livre, ao atingir o solo possui energia potencial gravitacional
máxima;
02. um patinador no gelo (atrito desprezível) desloca-se em linha reta com velocidade
constante. O trabalho da força resultante, ao deslocá-lo de uma distância x, vale mgx;
04. um corpo de temperatura mais alta possui maior calor (energia calorífica) que outro de
temperatura mais baixa;
08. um banho de meia hora, utilizando um chuveiro de 2200 W, consome a mesma
energia elétrica que uma lâmpada de 100 W, ligada das 19 horas até as 6 da manhã.
16. uma carga elétrica, deslocando-se perpendicularmente às linhas de força de um
campo elétrico uniforme, possui energia potencial elétrica constante.
19 - (UFF RJ)
Um toboágua de 4,0 m de altura é colocado à beira de uma piscina com sua extremidade
mais baixa a 1,25 m acima do nível da água. Uma criança, de massa 50 kg, escorrega do
topo do toboágua a partir do repouso, conforme indicado na figura.
V=0
4,0m
1,25m
Considerando g = 10 m/s2 e sabendo que a criança deixa o toboágua com uma velocidade
horizontal V, e cai na água a 1,5 m da vertical que passa pela extremidade mais baixa do
toboágua, determine:
a) a velocidade horizontal V com que a criança deixa o toboágua;
b) a perda de energia mecânica da criança durante a descida no toboágua.
20 - (UNESP)
Para tentar vencer um desnível de 0,5 m entre duas calçadas planas e horizontais,
mostradas na figura, um garoto de 50 kg, brincando com um skate (de massa desprezível),
impulsiona-se até adquirir uma energia cinética de 300 J.
Desprezando-se quaisquer atritos e considerando-se g = 10 m/s², pode-se concluir que,
com essa energia,
a) não conseguirá vencer sequer metade do desnível
b) conseguirá vencer metade do desnível.
c) conseguirá ultrapassar metade do desnível, mas não conseguirá vencê-lo totalmente.
d) não só conseguirá vencer o desnível, como ainda lhe sobrarão pouco menos de 30 J de
energia cinética.
e) não só conseguirá vencer o desnível, como ainda lhe sobrarão mais de 30 J de energia
cinética.
GABARITO:
1) Gab:
a) 200J;
b) 8N
2) Gab: E
3) Gab:
a)  = 0,80J;
b) A parede não se desloca, logo o trabalho sobre ela é nulo.
4) Gab:
a) 4J;
b) v = 5m/s
5) Gab: D
6) Gab: C
7) Gab: A
8) Gab: B
9) Gab: C
10) Gab: 60
11) Gab: D
12) Gab: C
13) Gab: E
14) Gab: D
15) Gab: A
16) Gab: D
17) Gab: D
18) Gab : 01-F; 02-F; 04-F; 08-V; 16-V.
19) Gab:
a) A = 1,5 m
v=?
A
1
A = vt  v 
mas h = 1,25 m e h  g t 2
t
2
logo
t
2h
g
 t
21,25
1,5
 t 0,50s, então v 
10
0,50
v=3,0 m/s
b) h = 0 final do toboágua e H = 4,0 m
EMi = m g H = 50 . 10 . 4,0 = 2.000 J
1
1
450
EMf  m v2  . 50 . 3,02 
225J
2
2
2
E = EMf – EMi = 225 – 2000 = – 1775 J
Como E < 0 a perda de energia da criança foi de 1775 J  1,8 x 103 J
20) Gab: E