4 Lista 2 - Energia Mecânica

Prévia do material em texto

| 5 
Extensivo de Física Ext C 7.4 Trabalho e 
Energia 
Lista 2 
Energia Mecânica 
Resoluções em vídeo ► professorpinguim.com.br /profpinguim 
1. (G1 - ifsc) A figura desta questão mostra uma bola de gude,
de massa m, presa por uma barra rígida de massa desprezível,
de comprimento , a uma haste engastada na parede.
Considerando a aceleração da gravidade constante e igual g, e 
desprezando a resistência do ar, é CORRETO afirmar que a 
menor velocidade 0v para que a bola de gude consiga chegar 
ao topo é: 
a) 0v g= 
b) 0v 5g= 
c) 0v 2 g= 
d) 0v g m= 
e) 0
gv
m
=

2. (AFA) Um projétil é lançado com velocidade de 250 m/s, de
uma altura de 875 m em relação ao solo, segundo um ângulo θ0.
Despreze a resistência do ar e calcule, em m/s, o módulo da
velocidade do projétil ao tocar o solo. (Dados: g = 10 m/𝑠𝑠2, sen
θ0 = 0,6)
3. (Pouso Alegre-MG) Uma pequena esfera, de raio r e massa m,
desliza por uma calha sem atrito que tem o perfil mostrado na
figura e está fixa no solo horizontal.
O trecho circular da calha tem raio R e a aceleração da gravidade 
local tem módulo igual a g. 
A esfera parte do repouso do ponto A a uma altura h acima do 
solo. Despreze o efeito do ar. 
Determine: 
a) o módulo da velocidade mínima da esfera, ao passar pelo
ponto B, mais alto do trecho circular, para que a esfera não se 
destaque da calha; 
b) nas condições do item a, o valor da altura h.
4. (ITA-SP) O módulo da velocidade das águas de um rio é de 10
m/s pouco antes de uma queda de água. Ao pé da queda existe
um remanso onde a velocidade das águas é praticamente nula.
Observa-se que a temperatura da água no remanso é 0,1 °C
maior do que a da água antes da queda. Conclui-se que
a altura da queda de água é:
a) 2,0 m
b) 25 m
c) 37 m
d) 42 m
e) 50 m
Nota: Admita que toda a energia mecânica dissipada foi
usada para o aquecimento da água e considere g = 10 m/s2
e o calor específico sensível da água igual a 4,2 . 103 J/kg°C.
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://youtube.com/profpinguim
| 5 
Extensivo de Física Ext C 7.4 Trabalho e 
Energia 
Lista 2 
Energia Mecânica 
Resoluções em vídeo ► professorpinguim.com.br /profpinguim 
5. (PUC-SP) A figura mostra o perfil de uma calha de
experimentos.
Um carrinho de massa 0,20 kg é lançado do ponto A, com
velocidade de módulo igual a 3,0 m/s e desliza ao longo da calha, 
atingindo, com velocidade nula, uma altura máxima idêntica à
altura do lançamento (ponto B). Qual é a quantidade de energia
mecânica dissipada durante o movimento?
a) 9,0 J
b) 3,0 J
c) 0,90 J
d) 0,30 J
e) zero
6. (PUC-SP) O coqueiro da figura tem 5 m de altura em relação
ao chão e a cabeça do macaco está a 0,5 m do solo. Cada coco
que se desprende do coqueiro tem massa 200 g e atinge a
cabeça do macaco com 7 J de energia cinética. A quantidade de
energia mecânica dissipada na queda é:
a) 9 J b) 7 J c) 2 J d) 9000 J e) 2000 J
7. (Unicamp) A figura abaixo exibe, em porcentagem, a previsão
da oferta de energia no Brasil em 2030, segundo o Plano
Nacional de Energia.
Segundo o plano, em 2030, a oferta total de energia do país irá 
atingir 557 milhões de tep (toneladas equivalentes de petróleo). 
Nesse caso, podemos prever que a parcela oriunda de fontes 
renováveis, indicada em cinza na figura, equivalerá a 
a) 178,240 milhões de tep.
b) 297,995 milhões de tep.
c) 353,138 milhões de tep.
d) 259,562 milhões de tep.
8. (Ufpr) Uma pessoa de 80 kg, após comer um sanduíche com
600 kcal de valor alimentício numa lanchonete, decide voltar ao
seu local de trabalho, que fica a 105 m acima do piso da
lanchonete, subindo pelas escadas. Calcule qual porcentagem
da energia ganha com o sanduíche será gasta durante essa
subida.
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://youtube.com/profpinguim
| 5 
Extensivo de Física Ext C 7.4 Trabalho e 
Energia 
Lista 2 
Energia Mecânica 
Resoluções em vídeo ► professorpinguim.com.br /profpinguim 
9. (G1 - cps) A necessidade de abastecimento de água levou os
romanos a construírem a maior rede hídrica da Antiguidade. Eles 
conheciam o sistema de transporte por canalização subterrânea
e o de aquedutos por arcos suspensos. A água, proveniente de
locais mais elevados, era conduzida por canais ligeiramente
inclinados e que terminavam em reservatórios de onde era
distribuída para o consumo.
A figura representa um aqueduto que ligava o nível do lago de
onde era retirada a água até o reservatório de uma cidade.
Admita que o desnível entre a entrada da água no aqueduto e 
sua saída no reservatório era de 20 metros. 
Considere que entraram 100 kg da água do lago no aqueduto. 
Após essa massa de água ter percorrido o aqueduto, a energia 
cinética com que ela chegou ao reservatório foi, em joules, de 
- Lembre que a energia potencial gravitacional de um corpo
é calculada pela expressão PE m g h,= ⋅ ⋅ em que PE é a
energia potencial gravitacional (J); m é a massa do corpo 
(kg); g é a aceleração da gravidade, de valor 210m s ,
e h é a medida do desnível (m).
- Para a situação descrita, suponha que há conservação da
energia mecânica.
a) 100. b) 200. c) 1000. d) 2 000. e) 20 000.
10. (Uece) Duas massas iguais são presas entre si por uma mola
ideal que obedece à lei de Hooke. Considere duas situações: (i)
a mola é comprimida a 50% de seu tamanho original; e (ii) a
mola é distendida de 50% de seu comprimento original. O
termo tamanho original se refere à mola sem compressão nem
distensão. Sobre a energia elástica armazenada na mola nas
situações (i) e (ii), é correto afirmar que
a) é a mesma nos dois casos.
b) é maior no caso (i).
c) é maior no caso (ii).
d) é nula em um dos casos.
11. (Ufsm) Se não fosse pela força de arraste do ar sobre as
gotas de chuva, elas seriam altamente destrutivas para plantas
e animais, porque chegariam ao solo com velocidades de
módulos muito grandes. Uma gota de chuva, com massa de
0,005 g, cai de uma altura de 1000 m e chega ao solo com
velocidade de módulo igual a 10 m / s num referencial fixo no
solo. Supondo que a gota permanece intacta e que a energia
mecânica é transformada em energia interna do ar e da própria
gota, a porcentagem de energia que é transformada em energia
interna, em termos aproximados, é de
a) mais de 95%.
b) entre 80% e 95%.
c) entre 50% e 80%.
d) entre 30% e 50%.
e) menos de 30%.
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://youtube.com/profpinguim
| 5 
Extensivo de Física Ext C 7.4 Trabalho e 
Energia 
Lista 2 
Energia Mecânica 
Resoluções em vídeo ► professorpinguim.com.br /profpinguim 
12. (Unesp) Uma pessoa, com 80 kg de massa, gasta para
realizar determinada atividade física a mesma quantidade de
energia que gastaria se subisse diversos degraus de uma escada, 
equivalente a uma distância de 450 m na vertical, com
velocidade constante, num local onde 2g 10 m/s= . A tabela a 
seguir mostra a quantidade de energia, em joules, contida em 
porções de massas iguais de alguns alimentos. 
Alimento 
Energia por porção 
(kJ) 
espaguete 360 
pizza de mussarela 960 
chocolate 2160 
batata frita 1000 
castanha de caju 2400 
Considerando que o rendimento mecânico do corpo humano 
seja da ordem de 25%, ou seja, que um quarto da energiaquímica ingerida na forma de alimentos seja utilizada para 
realizar um trabalho mecânico externo por meio da contração e 
expansão de músculos, para repor exatamente a quantidade de 
energia gasta por essa pessoa em sua atividade física, ela deverá 
ingerir 4 porções de 
a) castanha de caju.
b) batata frita.
c) chocolate.
d) pizza de mussarela.
e) espaguete.
13. (G1 - ifsp) Para transportar algumas caixas de massas 30 kg
a um nível mais alto, elas são colocadas na posição A sobre uma
superfície inclinada, recebem impulso inicial e sobem livres de
qualquer tipo de resistência, até atingir a posição B. Uma dessas 
caixas não recebeu o impulso necessário e parou 1,6 m antes da
posição pretendida.
Adotando g = 10 m/s2, sen 30° = 0,50 e cos 30° = 0,87, com 
relação à energia mínima que faltou ser fornecida em A para que 
a caixa chegasse ao ponto B, ela 
a) pode ser calculada, e vale 240 J.
b) pode ser calculada, e vale 480 J.
c) não pode ser calculada, pois não se conhece a velocidade
inicial da caixa em A.
d) não pode ser calculada, pois não se conhece a distância entre
A e B.
e) não pode ser calculada, pois não se conhece o desnível
vertical entre o plano horizontal que contém A e o que
contém B.
14. (Ufpr) Um sistema utilizado num laboratório de Física para
medir a força centrípeta consiste de uma mola presa a um eixo
central O e ligada na outra extremidade a um corpo de massa
1,5 kg. O conjunto fica sobre uma canaleta horizontal conforme
mostra a figura a seguir, onde o sistema é visto de cima. O atrito
entre o corpo e a canaleta é desprezível.
O comprimento 0x da mola em repouso é igual a 10 cm. Quanto 
mais rápido o corpo gira, mais a mola se distende. Considere que 
a constante elástica da mola é igual a 300 N/m e que o corpo 
esteja girando com uma velocidade V

 de módulo constante 
numa trajetória circular de raio R igual a 20 cm. Para esta 
situação: 
a) determine o módulo da velocidade tangencial V.

b) determine a energia mecânica do sistema formado pela mola
e pelo corpo.
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://youtube.com/profpinguim
| 5 
Extensivo de Física Ext C 7.4 Trabalho e 
Energia 
Lista 2 
Energia Mecânica 
Resoluções em vídeo ► professorpinguim.com.br /profpinguim 
15. (Uece) Uma bola é lançada verticalmente para cima, com
energia cinética Ec. No ponto mais alto da trajetória, sua energia
potencial é Ep. Considere que, do lançamento ao ponto mais
alto, o atrito da bola com o ar tenha causado uma dissipação de
energia mecânica de p % em relação ao valor inicial. Assim, p é
igual a
a) ( )p c100 E / E 1 . − 
b) p c100 E / E .
c) c p100 E / E .
d) p c100 1 E / E . − 
16. (Cesgranrio-RJ) Um bloco de massa = 2,0 kg, apresentado no
desenho abaixo, desliza sobre um plano horizontal com
velocidade de módulo 10 m/s. No ponto A, a superfície passa a
ser curva, com raio de curvatura R = 1,0 m. Suponha que o atrito
seja desprezível ao longo de toda a trajetória e que g = 10 m/𝑠𝑠2.
Determine, então:
a) a intensidade da reação da pista sobre o bloco, no ponto B;
b) a intensidade de reação da pista sobre o bloco, no ponto C.
1. C 2. 280 m/s 3. a) 𝑉𝑉𝐵𝐵 = �𝑅𝑅 ∙ 𝑔𝑔
b) 2,5 R
4. C. 5. C 6. C 7. D
8. 35% 9. E 10. A 11. A
12. E 13.A 14. a) 2 m/s b) 4,5 J
15. D 16. a) 80 N b) 40 N
Gabarito 
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim
https://youtube.com/profpinguim
https://professorpinguim.com.br
https://youtube.com/profpinguim