Tópicos de Física 1 - Caderno de Estudos-112-114

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110 CADERNO DE ESTUDOS
4. Águas passadas não movem moinho. 
 As rodas-d’água são dispositivos ancestrais, utilizados 
desde a antiguidade até os dias de hoje, sobretudo nos 
meios rurais. A despeito de seu aspecto bucólico e 
rudimentar, esses equipamentos, altamente ecológi-
cos, são capazes de aproveitar a energia mecânica da 
água para diversos fins, como o acionamento de moi-
nhos e bombas hidráulicas. Com rodas-d’água, cogi-
ta-se até mesmo a produção de energia elétrica em 
pequena escala. 
 Considere uma roda-d’água que é movida por uma 
vazão de 300,0 L de água por segundo (densidade da 
água a 1,0 kg/L), que é captada praticamente em repouso em uma fonte situada 4,0 m acima do dispo-
sitivo. O líquido dirige-se ao equipamento pela ação das forças gravitacionais (aceleração da gravidade 
local igual a 10,0 m/s2), sem perdas de energia, e a roda-d’água aciona, por sua vez, um gerador elé-
trico que vai ser utilizado exclusivamente para aquecer água com rendimento de 20%. Considerando-se 
o calor específico sensível da água igual a kJ/kg 8C, pergunta-se: 
a) Qual a potência hídrica recebida pela roda-d’água?
b) Qual o intervalo de tempo gasto pelo sistema para aquecer 100,8 L de água de 20,0 8C a 70 8C?
3. (UPM-SP) 
 Um Drone Phanton 4 de massa 1 300 g desloca-se horizontalmente, ou seja, sem variação de altitude, 
com velocidade constante de 36,0 km/h com o objetivo de fotografar o terraço da cobertura de um edi-
fício de 50,0 m de altura. Para obter os resultados esperados o sobrevoo ocorre a 10,0 m acima do 
terraço da cobertura.
 A razão entre a energia potencial gravitacional do Drone, considerado como um ponto material, em 
relação ao solo e em relação ao terraço da cobertura é 
a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6
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11111 | ENERGIA MECÂNICA E SUA CONSERVAÇÃO
5. (UPF-RS) 
 Considere um estudante de Física descendo uma ladeira em um skate. Considere também que, embora 
esteja ventando em sentido contrário ao seu movimento, esse aluno observa que sua velocidade perma-
nece constante. Nessas condições, o estudante, que acabou de ter uma aula de mecânica, faz algumas 
conjecturas sobre esse movimento de descida, que são apresentadas nas alternativas a seguir.
 A alternativa que indica uma ponderação correta feita pelo aluno é:
a) Sua energia cinética está aumentando.
b) Sua energia cinética não se altera.
c) Sua energia cinética está diminuindo.
d) Sua energia potencial gravitacional está aumentando.
e) Sua energia potencial gravitacional se mantém constante.
6. (Enem) 
 Bolas de borracha, ao caírem no chão, quicam várias vezes antes que parte da sua energia mecânica 
seja dissipada. Ao projetar uma bola de futsal, essa dissipação deve ser observada para que a variação 
na altura máxima atingida após um número de quiques seja adequada às práticas do jogo. Nessa mo-
dalidade é importante que ocorra grande variação para um ou dois quiques. Uma bola de massa igual 
a 0,40 kg é solta verticalmente de uma altura inicial de 1,0 m e perde, a cada choque com o solo, 0,80% 
de sua energia mecânica. Considere desprezível a resistência do ar e adote g 5 10 m/s2.
 O valor da energia mecânica final, em joule, após a bola quicar duas vezes no solo, será igual a
a) 0,16. b) 0,80. c) 1,60. d) 2,56. e) 3,20.
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7. (Unisa-SP) 
 Uma esfera é abandonada com velocidade inicial nula do alto de uma rampa com 8,0 metros de altura, 
que termina em uma pista semicircular de raio 3,0 metros, contida em um plano vertical, como mostra 
a figura.
 Não há atrito ao longo da pista, e o raio da esfera é desprezível comparado com as dimensões forneci-
das. A razão 
V
V
A
B
entre as velocidades escalares atingidas pela esfera nos pontos A e B, respectivamen-
te, é igual a
a) 2,0
b) 3,0
c) 4,0
d) 5,0
e) 6,0
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