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1FÍSICA - 1 o ANO MÓDULO 27 TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA REVISÃO
2Fixação 1) O bloco da figura, de peso P = 50N, é arrastado ao longo do plano horizontal pela força F de intensidade F = 100N. A força de atrito tem intensidade Fat = 40N. N F at F A d P B a) Determine o trabalho realizado pelas forças F, F at, P e pela força normal N, no deslocamento d de módulo 10 m. b) Calcule a intensidade da resultante e o trabalho da resultante no deslocamento d.
3Fixação 2) A força F de intensidade 80N atua sobre um corpo, formando ângulo constante de 60 com a direção do deslocamento d do corpo. Se d = 5,0 m, determine o trabalho realizado pela força F. F θ = 60 d
4Fixação 3) Um ponto material, de massa m = 0,20kg, é lançado horizontalmente de um ponto A situado a 3,0 m do solo. Considere a aceleração da gravidade constante e de módulo g = 10 m/s 2. Determine o trabalho do peso no deslocamento de A para B. B é o local o ponto material atinge o solo. A v 0 h = 3,0 m B
5Fixação 4) Uma pessoa levanta um corpo de massa 5,0kg do solo até uma altura de 1,8 m e, em seguida, abaixa-o até uma altura final de 1,2 m. Determine, em joules, o módulo do trabalho realizado pela força gravitacional. É dada a aceleração local da gravidade: 10 m/s 2.
6Fixação 5) Sobre um móvel, em movimento retilíneo, aplica-se uma força F na direção do deslocamento. O gráfico indica a intensida de F da força em função da posição. Determine o trabalho realizado pela força F nos deslocamentos: 10 a) de S = 0 a S = 10 m; b) de S = 10 m S = 20m s (m)
7Fixação 6) Um bloco, preso a uma mola de constante elástica k=10n/m, oscila entre as posições A e B. Calcule o trabalho realizado pela força elástica nos deslocamentos: A O B a) de B para O; b) de O para A; c) de A para B. 1m 1m
8Fixação 7) Um motor de potência 100kW aciona um veículo durante 1,0 h. Determine o trabalho realizado pela força motora. Dê a resposta em kwh e em joules.
9Fixação 8) A potência de um motor, em função do tempo, está representada no gráfico abaixo. Determine o trabalho realizado pela força motora nos intervalos de tempo de: P (kw) 0,50 a) 0 a 2,0s; b) 2,0 s a 5,0 s t (s)
10Fixação 9) Um ponto material cuja massa é 1,0 kg está sujeito a uma força que varia com a posição dele, segundo o gráfico a seguir. F (N) s (m) Supondo que o ponto material estivesse inicialmente em repouso na posição S = 0, qual seria sua velocidade escalar na posição S = 50m? A trajetória é retilínea.
11Fixação 10) Um corpo de 10 kg cai, a partir do repouso, de uma altura de 100 m e chega ao solo com uma velocidade de 40 m/s. São praticamente constantes a aceleração da gravidade g = 10 m/ s 2 e a força de resistência que o ar exerce no corpo. a) Calcule o trabalho realizado pela força de resistência do ar. b) Determine a velocidade do corpo ao atingir o solo, se não houvesse resistência do ar.
12Fixação 11) Uma bola é lançada, horizontalmente, com velocidade escalar de 30 m/s de um ponto situado a 80 m acima do solo: Adote aceleração da gravidade 10 m/s 2 e despreze a resistência do ar. Determine a velocidade da bola ao atingir o solo.
13Fixação 12) O bloco da figura, de massa 5,0 kg, é abandonado no ponto A. Considere a inexistência de atrito. A 6,0 m 1,0 m B Determine a intensidade da força normal que o trilho de apoio exerce sobre o bloco, quando este passa pelo ponto B. Adote g = 10 m/s 2.
141) O bloco da figura desloca-se horizontalmente. Sejam F 1 e F 2 duas forças entre as diversas forças que agem no bloco. Sendo F 1 = F 2 = 10 N, cos 60 = - cos 120 = 0,50, calcule os trabalhos que F 1 e F 2 realizam num deslocamento de módulo d = 4,0 m. F F 1 60 d
152) (PUC) O corpo representado no esquema tem peso P = 20 N. Sob ação da força horizontal de intensidade 10N, o corpo é deslocado horizontalmente 5 metros para a direita. Nesse deslocamento, os trabalhos realizados pelas forças e têm valores respectivamente iguais a: F a) 50J e 0 b) 50J e -100J c) 0 e 100J d) 50J e 50J e) 50J e 50J P
163) O bloco de massa m se desloca horizontalmente sob ação das forças mostradas na figura. Sejam g a aceleração da gravidade e μ o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano. Após um deslocamento de módulo d, a força de atrito F AT realiza um trabalho igual a: N F at P F d a) μ.m.g b) μ.m.g.d c) -μ.m.g.d d) -μ.g.d e) zero
174) Uma pequena esfera, de massa m = 1,0 kg, está presa à extremidade de um fio de comprimento 1,0 m. Determine o trabalho realizado pelo peso da esfera no deslocamento de A para B. É dado g = 10 m/s 2. 1,0 m A B
185) Um homem ergue uma caixa de massa 8 kg a uma altura de 1 m, para colocá-la sobre uma mesa distante 1,5 m do local, conforme mostra a figura. 1,0 m 1,5 m Adotando g = 10 m/s 2, é correto afirmar que o trabalho realizado pela força peso, até a superfície superior da mesa, é: a) - 80 J d) 200 J b) 80 J e) J c) 120 J
196) Um corpo de peso 100N é abandonado sobre um plano inclinado de 30, sem atrito, deslocando-se 10 m, segundo a linha de maior declive do plano. O trabalho realizado pelo peso do corpo é: a) 1000J c) 100J b) 500J
207) Sobre um móvel em movimento retilíneo ao longo do eixo S atuam as forças indicadas na figura. N F at 0 P S Os gráficos de F e F at e m função de S estão representados no diagrama abaixo. Determine no deslocamento de S = 0 a S = 10m o trabalho: F(N), F at (N) F 10 5 F d a) da força F ; b) da força de atrito F AT; c) da resultante. 0 5,0 10 s (m) -8 F at
218) O gráfico abaixo fornece a intensidade da força elástica que uma mola exerce num bloco. F el (N) x (m) Determine: a) a constante elástica da mola; b) o trabalho da força elástica quando o bloco se desloca de x = 0 a x = 1,0 m; c) o trabalho da força elástica quando o bloco se desloca de x = 1,0 m a x = 2,0 m.
229) A potência de um automóvel, que se movimenta com velocidade constante de 15 m/s, é de 3,0 x 10 4 W. Considerando-se a trajetória retilínea e horizontal, determine: a) a intensidade da força motora que propulsiona o automóvel; b) a intensidade da força que se opõe ao movimento.
2310) O bloco de peso P = 5,0 N sobe um plano inclinado sob ação de uma força, cujo gráfico da potência em função do tempo é dado abaixo. A F at N F P AB = 100m BC = 60m B potência de F(w) 80 C t(s) O deslocamento de A até B é feito em 10 s. A força de atrito entre o bloco e o plano tem intensidade F at = 2,0 N. Determine o trabalho realizado pelas forças F,P,F at e pela normal N.
24roposto P S l 1) Uma caixa d água, cuja capacidade é de litros, está situada a 6,0 m de altura do 1 eservatório. Uma bomba, funcionando durante 10 minutos, eleva a água, enchendo comple-amente a caixa. A aceleração da gravidade é 10 m/s 2. A potência desenvolvida pelo motor da omba para realizar essa tarefa foi, em watts, de: ) d) ) 400 e) ) 250
2512) Um bloco de massa 2,0 kg move-se em linha reta, sob ação de uma única força. A intensidade de em função da posição do bloco está representada no gráfico. F(N) s (m) Sabendo-se que, para S = 2,0 m, a velocidade escalar do bloco é 4,0 m/s, determine sua velocidade escalar, quando S = 12 m.
26roposto 3) Um corpo de 0,50 kg se move horizontalmente com velocidade escalar constante de 10 /s, num plano sem atrito. Encontra uma rampa e sobe até uma altura máxima de 3,6 m, onde ara, para retornar. Só houve atrito a partir do ponto A, no início da subida da rampa. Qual foi trabalho realizado pela força de atrito na subida da rampa? É dado g = 10 m/s 2. v = 0 B v 0 = 10 m/s h = 3,6 m A
2714) Um corpo de massa m = 2,0 kg, abandonado sem velocidade inicial no ponto A, desce, sem atrito, ao longo do arco de circunferência vertical de raio R = 45 cm, como mostra a figura. Determine a velocidade do corpo ao atingir o ponto B. Adote g = 10 m/s 2. A R B
2815) Num trecho de uma montanha russa, um carrinho de 100 kg passa pelo ponto A, que está a 8,7 m de altura, com velocidade escalar de 10 m/s. Supondo que o atrito seja desprezível e adotando-se g = 10m/s 2, determine a energia cinética do carrinho no ponto B, que está a 5,2m de altura. A B 8,7 m 5,2 m
2916) Um pequeno bloco de massa m = 2,5 kg é abandonado em repouso a 3,0 m acima de uma mola de constante elástica k = 2,0 x 10 2 N/m, conforme mostra a figura. Sabendo-se que g = 10 m/s 2, determine a compressão máxima da mola. Despreze as perdas de energia mecânica. v 0 = 0 3,0 m
3017) Uma esfera de massa 0,2 kg presa a um fio ideal de comprimento 0,4 m descreve uma circunferência vertical. No ponto mais baixo da trajetória, a velocidade da esfera é 6 m/s. A força que traciona o fio no ponto mais alto da trajetória é: a) 0 N d) 16 N b) 8 N e) 2 N c) 10 N
3118) (PUC) Um corpo de massa m desce o trilho quando abandonado no ponto A, a uma altura H do solo. Sabe-se que essa altura é a mínima para que o corpo complete a volta, e que todos os atritos são desprezíveis. Sendo R o raio da circunferência e o corpo permanecendo nos trilhos, podemos afirmar que: A h D α R E C B a) a altura H é igual a 2 R; b) a força que o trilho exerce sobre o corpo quando este passa pelo ponto E é igual ao peso P; c) a força que o trilho exerce sobre o corpo no ponto D é máxima; d) a velocidade do corpo, ao passar por B, é gh; e) a velocidade do corpo, ao atingir o ponto C, é igual a 3gR.
3219) Um projétil de massa m é lançado em A com velocidade V 0e descreve a trajetória indicada na figura. A V 0 Desprezando-se a resistência do ar, a energia cinética do projétil, no ponto P, será: 1 2 h 1 2 h a) 1 2 mgh d) mv mgh b) 1 4 mv2 0 e) mv2 0-2 mgh c) 1 2 mv2 0 P h g
3320) (PUC) O carrinho mostrado na figura a seguir, de massa 1 kg, é colocado junto a uma mola de constante elástica 400 N/m e comprimida de 4 cm. Com a liberação da mola, o carrinho adquire movimento ao longo do eixo orientado. Através de marcadores de tempo, verificou-se que o intervalo entre as passagens do carrinho pelos pontos A e B foi de 5,0 s. Com esses dados e desprezando-se os efeitos dissipativos, determine a distância AB entre os marcadores de tempo. Considere que, ao passar pelo ponto A, o carrinho já perdeu contato com a mola. A B a) 0,25 cm d) 2,5 m b) 1,5 m e) 4,0 m c) 2,0 m
3421) Um bloco de madeira, de massa 4,0kg, mantido em repouso sobre uma superfície plana, horizontal e perfeitamente lisa, está comprimindo uma mola contra uma parede rígida, como mostra a figura a seguir. Quando o sistema é liberado, a mola se distende, impulsiona o bloco e este adquire, ao abandoná-la, uma velocidade final de 4,0m/s. Determine o trabalho da força exercida pela mola, ao se distender completamente: a) sobre o bloco; b) sobre a parede.