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Física – Biotecnologia – UNIPAMPA – São Gabriel Lista de Exercícios I – Energia 1- Um elétron e- atravessa uma membrana celular de 100 Å (1 Å = 1 angstrom = 10-10 m), como na figura abaixo, e está sujeito a uma força elétrica F = 0,5 N. Qual o trabalho executado por esta força sobre o elétron, quando ele atravessa a membrana perpendicularmente, de fora para dentro da célula? + - interior da membrana exterior + - da + e- - interior célula + F - da célula + - 2- Um corpo de massa m = 1 kg é lançado verticalmente para cima, a partir do solo, atingindo uma altura de 2 m e depois voltando à posição inicial. Calcule o trabalho realizado pela força gravitacional (também chamada de peso P, sendo P=m g ), (a) durante a subida do corpo; (b) durante a descida do corpo; (c) durante todo o percurso (subida e descida). 3- Uma força de 12 N é exercida sobre uma caixa a um ângulo =20 ° com a horizontal, eixo +x. Qual é o trabalho realizado pela força sobre a caixa, quando esta se move na horizontal por 3 m? 4- Um caminhão de 3.000 kg deve ser embarcado em um navio por meio de um guindaste que exerce uma força de 31 kN (= 31.000 N) para cima sobre o veículo. Essa força faz o caminhão subir uma distância de 2 m. Determine (a) o trabalho realizado pelo guindaste, (b) o trabalho realizado pela força gravitacional e (c) a velocidade de subida do caminhão após os 2 m. 5- Em uma cachoeira de 100 m de altura, considerar a queda de 600 kg de massa de água. Tomando como y = 0 e U = 0 (nível de referência) o lago onde a água cai, embaixo da queda d'água, (a) calcular a energia potencial do sistema Terra-água no alto da cachoeira, e a energia potencial deste sistema após 90 m de queda. (b) Calcular a energia cinética da água após 90 m de queda, onde uma central hidrelétrica aproveitaria tal energia, com potência dada por esta energia por unidade de tempo. (Considerar que a água estava sem velocidade no alto da cachoeira.) 6- Você deixa cair um livro de 2,0 kg para um amigo que está de pé na calçada, 10 m abaixo. (a) Se a energia potencial é tomada como zero na calçada, qual a energia potencial do livro no momento em que você o deixa cair? (b) Qual a energia cinética do livro no momento em que o seu amigo o apara nas mãos estendidas, que se encontram 1,5 m acima da calçada? (c) Com que velocidade o livro está se movendo no momento em que chega às mãos do seu amigo? 7- Um macaco atira um pedaço de fruta de 0,05 kg de cima de uma árvore para baixo, com a velocidade de 5 m/s. O pedaço de fruta acerta a cabeça de uma pessoa de 1,65 m, com a velocidade de 10 m/s. (a) Qual energia potencial do sistema Terra-pedaço de fruta, no momento em que o macaco atira o pedaço de fruta? (b) A que altura do chão está o macaco? Respostas: (1) 50 x 10-10J 2(a) - 20 J; (b) 20 J; (c) 0 J (3) 33,8 J. 4(a) 62,0 kJ = 62.000 J; (b) -58,9 kJ = -58.900 J; (c) 1,45 m/s. 5(a) 600 kJ = 600.000 J; 60 kJ = 60.000 J; (b) 540.000 J = 540 kJ. 6(a) 200 J; (b) 170 J; (c) 13 m/s. 7(a) 2,7 J; (b) 5,4 m.
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