12082021150914Lista de Exercicios - Trabalho

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LISTA DE EXERCÍCIOS – PROF. PEDRO RIBEIRO – TRABALHO DE UMA FORÇA 
 
1. (Uepg 2021) Um motorista e seu carro perfazem uma massa de 2400 kg. Movimentando-se em uma 
estrada retilínea e horizontal, em determinado instante, o motorista aplica os freios durante 20 s, parando em 
um semáforo fechado. Sendo a força de frenagem aplicada igual a 480 N, assinale o que for correto. 
01) A aceleração aplicada ao carro, através dos freios, tem módulo igual a 1 22 10 m s .− 
02) O módulo da velocidade do carro, no instante em que foi iniciada a frenagem, era de 4 m s. 
04) A distância percorrida pelo carro durante a frenagem foi de 40 m. 
08) O trabalho executado sobre o carro pela força de frenagem foi de 41,92 10 J,−  enquanto que o trabalho 
da força peso foi nulo. 
 
2. (Famerp 2021) Em uma sessão de fisioterapia, um paciente executa um movimento lateral com a perna, 
alongando uma fita elástica, como mostra a figura. A variação da força elástica exercida pela fita sobre a perna 
do paciente, em função da elongação da fita, é dada pelo gráfico a seguir. 
 
 
 
Suponha que a força aplicada pela fita seja sempre perpendicular à superfície da perna do paciente. No 
deslocamento da posição X, na qual a fita tem elongação 20 cm, até a posição Y, em que a fita tem elongação 
60 cm, o valor absoluto do trabalho realizado pela força elástica da fita sobre a perna do paciente é igual a 
a) 2,0 J. 
b) 12 J. 
c) 8,0 J. 
d) 4,0 J. 
e) 18 J. 
 
3. (Uem-pas 2021) Os alimentos são processados pelo organismo e liberam a energia que utilizamos para as 
mais variadas atividades. A quantidade de energia liberada é característica para cada alimento. Analise a 
seguir a tabela de valor energético de alguns alimentos e assinale o que for correto. (Dado: 1kcal 4,2 kJ). 
 
Alimento kJ g 
Vegetais verdes 1,0 
Batata frita 24,0 
Arroz 15,0 
Frango grelhado 6,0 
Sorvete 11,0 
 
01) A energia fornecida por 100 g de sorvete é a mesma de 1,1kg de vegetais verdes. 
02) 100 g de arroz fornecem energia de aproximadamente 35,7 kcal. 
04) A diferença entre as energias liberadas por cada classe de alimentos está relacionada com a energia 
contida nas ligações químicas das substâncias que a compõem. 
08) Quando os alimentos são processados pelo organismo se estabelece um processo endotérmico. 
16) O frango grelhado fornece apenas 25% das calorias quando comparado à mesma quantidade em massa 
de batata frita. 
 
 
 
4. (G1 - ifce 2020) O trabalho realizado por uma força constante que atua em um corpo na direção do seu 
movimento é calculado pelo produto entre a força e o deslocamento realizado pelo corpo sob a ação dessa 
força. Se a força está a favor do movimento, dizemos que seu trabalho é motor, se a força está em sentido 
contrário ao movimento, dizemos que seu trabalho é resistente. 
A intensidade da força de atrito que, agindo em um corpo lançado sobre uma superfície horizontal, realiza um 
trabalho resistente de 120 joules, fazendo o corpo parar após percorrer uma distância, em linha reta, de 8,0 
metros, em N, é igual a 
 
(Considere a força de atrito constante ao longo do movimento) 
a) 12. 
b) 18. 
c) 20. 
d) 15. 
e) 25. 
 
5. (Uerj 2020) Uma criança em um velocípede é puxada por seu pai por uma distância horizontal de 20 m, 
sob a ação da força resultante constante RF , orientada conforme o esquema a seguir. 
 
 
 
Desprezando as forças dissipativas, calcule, em joules, o trabalho realizado por RF quando o conjunto 
velocípede e criança percorre a distância de 20 m. 
 
6. (Uece 2020) Um elevador, de modo simplificado, pode ser descrito como um sistema composto por duas 
massas ligadas por uma corda inextensível e suspensas por uma polia de eixo fixo. Uma das massas é um 
contrapeso e a outra massa é a cabine com seus passageiros. Considerando uma situação em que a cabine 
executa uma viagem de subida, é correto afirmar que 
a) o trabalho realizado pela força peso é negativo sobre a cabine e positivo sobre o contrapeso. 
b) o trabalho total realizado pela força peso sobre o conjunto cabine e contrapeso é sempre nulo. 
c) a energia cinética do contrapeso tem sempre o mesmo valor da energia cinética da cabine, pois as duas 
velocidades têm o mesmo módulo. 
d) a energia potencial da cabine é sempre decrescente nessa viagem. 
 
7. (Uece 2019) Uma criança desce um tobogã por uma extensão de 3 m. Suponha que a força de atrito entre 
a criança e o tobogã seja 0,1N e que o ângulo de inclinação da superfície seja 30 em relação à horizontal. O 
trabalho realizado pela força de atrito nessa descida é, em Joules, 
a) 0,3. 
b) 3. 
c) 3 cos(30 ). 
d) 0,3 cos(30 ). 
 
8. (G1 - ifce 2019) Um corpo de 3 kg de massa, inicialmente em repouso, é puxado sobre uma superfície 
horizontal, sem atrito, por uma força constante também horizontal de 4 N. O trabalho realizado após percorrer 
5 m, em J, foi 
a) 15. 
b) 12. 
c) 20. 
d) 9. 
e) 7. 
9. (Uepg-pss 1 2019) A máquina a vapor de James Watt substituiu a força humana, do vento e da água, e as 
fábricas passaram a ser projetadas para a produção em massa de produtos manufaturados – época conhecida 
como Revolução Industrial. Tal invenção de Watt estimulou o desenvolvimento de várias outras máquinas que 
realizavam o trabalho de maneira mais eficiente. Sobre o conceito físico de trabalho de uma força, assinale o 
que for correto. 
01) O trabalho é uma medida da quantidade de energia que uma força transfere a um determinado sistema. 
02) O trabalho realizado por uma força constante aplicada a um corpo é uma grandeza vetorial. 
04) No Sistema Internacional, o trabalho é medido em joule (J). 
08) Toda força, não nula, que age sobre um corpo durante um deslocamento, realiza trabalho, desde que ela 
não seja perpendicular ao deslocamento. 
 
10. (G1 - cps 2019) O gráfico indica como varia a intensidade de uma força aplicada ininterruptamente sobre 
um corpo enquanto é realizado um deslocamento na mesma direção e no mesmo sentido das forças 
aplicadas. 
 
Na Física, existe uma grandeza denominada trabalho. O trabalho de uma força, durante a realização de um 
deslocamento, é determinado pelo produto entre essas duas grandezas quando ambas têm a mesma direção 
e sentido. 
 
 
 
Considerando o gráfico dado, o trabalho total realizado no deslocamento de 8 m, em joules, corresponde a 
a) 160. 
b) 240. 
c) 280. 
d) 320. 
e) 520. 
 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
Texto para a(s) questão(ões) a seguir. 
 
A depilação a laser é um procedimento de eliminação dos pelos que tem se tornado bastante popular na 
indústria de beleza e no mundo dos esportes. O número de sessões do procedimento depende, entre outros 
fatores, da coloração da pele, da área a ser tratada e da quantidade de pelos nessa área. 
 
11. (Unicamp 2019) Uma sessão de depilação a laser utiliza pulsos de alta potência e curta duração. O tempo 
total da sessão depende da área tratada. Considere certa situação em que a luz do laser incide 
perpendicularmente em uma área 2A 2 mm= com uma intensidade média igual a 4 2I 2,0 10 W m .=  A 
energia luminosa que incide nessa área durante um intervalo de tempo t 3 ms = é igual a 
 
Dados: Se necessário, use aceleração da gravidade 2g 10 m s ,= aproxime 3,0π = e 51atm 10 Pa.= 
a) 11,3 10 J.− 
b) 41,2 10 J.− 
c) 73,0 10 J. 
d) 133,0 10 J.− 
 
12. (Uerj 2018) O gráfico a seguir indica a variação da força resultante F que atua em um objeto de massa m, 
em uma trajetória retilínea ao longo de um deslocamento de 12 m. 
 
 
 
Calcule o trabalho, em joules, realizado por F nesse deslocamento. 
 
Gabarito: 
 
Resposta da questão 1: 
 01 + 02 + 04 + 08 = 15. 
 
[01] Verdadeira. A aceleração, em módulo, é: 
1 2F 480 Na a 2 10 m s .
m 2400 kg
−= =  =  
 
[02] Verdadeira. Da equação que relacionaa velocidade com o tempo do MRUV, temos: 
v 0
0 0 0v v at v v at v at
=
= +  = − ⎯⎯⎯→ = − 
 
Substituindo os valores e sabendo que a aceleração é negativa, finalmente obtemos: 
( )1 20 0v 2 10 m s 20 s v 4 m s−= − −    = 
 
[04] Verdadeira. Por meio da equação de Torricelli podemos determinar a distância percorrida em função das 
velocidades e da aceleração. 
2
v 02 2 0
0
v
v v 2ad d
2a
=
= + ⎯⎯⎯→ = − 
 
Então: 
( )
( )
2
2
1 2
4 m s
d d 40 m
2 2 10 m s−
= −  =
 − 
 
 
[08] Verdadeira. O trabalho realizado sobre o carro pelos freios é: 
( ) 4F d cos 180 480 N 40 m 1 19200 J 1,92 10 Jτ τ=    =   −  = − = −  
 
O trabalho da força peso é nulo, pois o peso é perpendicular ao deslocamento. 
cos 90 0
F d cos 90 0τ τ
=
=   ⎯⎯⎯⎯⎯→ = 
 
Resposta da questão 2: 
 [C] 
 
O trabalho realizado é numericamente igual à área sob a região do gráfico no intervalo de interesse. Logo: 
( )30 10 0,4
2
8 J
τ
τ
+ 
=
 =
 
 
Resposta da questão 3: 
 01 + 04 + 16 = 21. 
 
[01] Verdadeira. 
Sorvete: sorv sorvE 100 g 11kJ g E 1100 kJ=   = 
Vegetais: veg vegE 1,1kg 1kJ g 1100 g 1kJ g E 1100 kJ=  =   = 
 
[02] Falsa. 
arroz arroz
kJ 1kcal
E 100 g 15 E 357,14 kcal
g 4,2 kJ
=    = 
 
[04] Verdadeira. A quantidade de energia liberada por um alimento tem relação com as ligações químicas dos 
componentes que compõe o alimento. 
 
[08] Falsa. Os processos de decomposição dos alimentos são exotérmicos, envolvendo transformações 
químicas de substâncias mais complexas em substanciais mais simples. 
 
[16] Verdadeira. A quantidade de energia por grama liberada pelo frango grelhado corresponde à quarta parte 
da energia para a mesma quantidade de batata frita. 
 
Resposta da questão 4: 
 [D] 
 
A força de atrito é oposta ao deslocamento, realizando um trabalho resistente. 
120 F(8)( 1) F 15 N.− = −  = 
 
Resposta da questão 5: 
 Decompondo RF , temos: 
 
 
 
Como apenas xF realiza trabalho, chegamos a: 
xF d 8 20
160 J
τ
τ
=  = 
 =
 
 
Resposta da questão 6: 
 [A] 
 
O trabalho da força peso é dado por: 
p mg hτ Δ= − 
 
E como h 0Δ  para a cabine e h 0Δ  para o contrapeso, podemos concluir que o trabalho realizado pela 
força peso é negativo sobre a cabine e positivo sobre o contrapeso. 
 
Resposta da questão 7: 
 [A] 
 
O módulo do trabalho da força de atrito é dado por: 
fat at
fat
F d 0,1 3
0,3 J
τ
τ
=  = 
 =
 
 
Resposta da questão 8: 
 [C] 
 
Para força constante e horizontal, o trabalho realizado ( )τ é o produto da força pela distância percorrida, 
assim: 
F d 4 N 5 m 20 J=   =   =τ τ τ 
 
Resposta da questão 9: 
 01 + 04 + 08 = 13. 
 
[01] Verdadeira. 
[02] Falsa. O trabalho é uma grandeza escalar. 
[04] Verdadeira. A unidade de energia ou trabalho é o joule (J) definido como o produto da força em newtons 
(N) pelo deslocamento em metros (m). 
[08] Verdadeira. Forças perpendiculares ao deslocamento não realizam trabalho como os casos da força 
magnética e da força centrípeta. 
 
Resposta da questão 10: 
 [D] 
 
Seguindo as instruções do enunciado, o trabalho total (W) é: 
( ) ( ) ( )W 60 2 0 40 6 2 20 8 6 120 160 40 W 320 J.= − + − + − = + +  = 
 
Resposta da questão 11: 
 [B] 
 
A energia é dada por: 
4 2 6 2 3
4
E I A t 2 10 W m 2 10 m 3 10 s
E 1,2 10 J
Δ − −
−
=   =     
 = 
 
 
Resposta da questão 12: 
 O trabalho é numericamente igual a "área" entre a linha do gráfico e o eixo horizontal. 
8 2 4 1
W W 6 J.
2 2
 
= −  =