Questões_aula_Energia_potencial_respostas

Prévia do material em texto

a b c 
Respostas em [xxxxxxxxxx] 
1. Uma criança de 400 N está em um balanço ligado a 
cordas com 2 m de comprimento. Encontre a energia 
potencial gravitacional do sistema criança-Terra em relação 
à posição mais baixa da criança quando (a) as cordas estão 
horizontais, [EPg = 800 J] (b) as cordas fazem um ângulo de 
30° com a vertical, [EPg = 110 J] e (c) a criança está no ponto 
mais baixo do arco circular. [EPg = 0] 
 
2. Um vagão de montanha russa de 1000 kg está inicialmente no topo de uma subida, no ponto A. Ele 
se movimenta então 41 m, a um ângulo de 40° abaixo da horizontal, até um ponto mais baixo B. (a) 
Escolha o ponto B como o nível zero para a energia potencial gravitacional. Encontre a energia 
potencial do sistema vagão-Terra nos pontos A [EPg = 2,6 . 10
5
 J] e B [EPg = 0] e a mudança na energia 
potencial na medida em que o vagão se desloca, (b) Repita o item (a), colocando o nível de referência 
zero no ponto A. A [EPg = 0] e B [EPg = -2,6 . 10
5
 J] 
 
3. Dave Johnson, que ganhou medalha de bronze no decatlon nas Olimpíadas de 1992 em Barcelona, 
deixou o solo no salto em altura com uma componente vertical da velocidade de 6,00 m/s. Quanto sobe 
seu centro de massa ao realizar o salto? [h = 1,8 m] 
 
4. Um pedacinho de gelo se desprende da borda de uma taça hemisférica sem 
atrito com 22 cm de raio. Com que velocidade o gelo estará se movendo ao 
chegar ao fundo da taça? [v = 2,1 m/s] 
 
5. Um projétil com uma massa de 2,4kg é disparado de cima do topo de uma colina de 125 m de altura, 
com uma velocidade de 150 m/s. (a) Qual a energia cinética do projétil no momento em que é 
disparado? [Ec = 27000 J] (b) Qual a energia potencial do projétil no mesmo momento? Suponha que a 
energia potencial é nula na base da colina (y = 0). [EPg = 3000 J] (c) Determine a velocidade do projétil 
no momento em que atinge o solo. [v = 160 m/s] (d) Supondo que a resistência do ar possa ser 
ignorada, as respostas acima dependem da massa do projétil? 
 
6. Um menino de 51 kg sobe, com velocidade constante, por uma corda de 6 m em 10 s. (a) Qual o 
aumento da energia potencial gravitacional do menino? [EPg = 3060 J] (b) Qual a potência 
desenvolvida pelo menino durante a subida? [P = 306 J/s] 
 
7. Uma mulher de 55 kg sobe correndo um lance de escada de 4,5 m de altura em 15 s. Qual a potência 
desenvolvida pela mulher? [P = 165 J/s] 
 
8. Um nadador se desloca na água com uma velocidade média de 0,22 m/s. A força média de arrasto 
que se opõe a esse movimento é de 110N. Qual a potência média desenvolvida pelo nadador? 
[P = 24 J/s]