Trabalho-energia

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Trabalho e Energia Cinética
Em uma corrida, um pai tem a metade da energia cinética do filho, que tem metade da massa do pai. Aumentando sua velocidade em 1,0 m/s, o pai passa a ter a mesma energia cinética do filho. Quais são as velocidades iniciais (a) do pai e (b) do filho? 
Um trenó e seu ocupante, com uma massa total de 85 kg, descem uma encosta e atingem um trecho horizontal retilíneo com uma velocidade inicial de 37 m/s. Se uma força desacelera o trenó até o repouso a uma taxa constante de 2,0 m/s2, (a) qual é o módulo F da força, (b) que distância d o trenó percorre até parar e (c) que trabalho W é realizado pela força sobre o trenó? Quais são os valores de (d) F, (e) d e (f) W se a taxa de desaceleração é de 4,0 m/s2.
A Figura abaixo mostra três forças aplicadas a um baú que se desloca 3,00 m para a esquerda sobre um piso sem atrito. Os módulos das forças são F1 = 5,00 N, F2 = 9,00 N e F3 = 3,00 N; o ângulo indicado é θ = 60°. Nesse deslocamento, (a) qual é o trabalho total realizado sobre o baú pelas três forças e (b) a energia cinética do baú aumenta ou diminui?
Uma força horizontal Fa de módulo 20,0 N é aplicada a um livro de psicologia de 3,00 Kg enquanto o livro escorrega por uma distância d = 0,500 m ao longo de uma rampa de inclinação θ = 300, subindo sem atrito. (a) Nesse deslocamento qual o trabalho total realizado sobre o livro? (b) Se o livro tem energia cinética inicial nula, qual é sua velocidade final?
Uma mola e um bloco são montados como na Figura abaixo. Quando o bloco é puxado para o ponto x = +4,0 cm devemos aplicar uma força de 360 N para mantê-lo nessa posição. Puxamos o bloco para a posição x = 11 cm e o liberamos. Qual é o trabalho realizado pela mola sobre o bloco quando este se desloca de xi = +5,0 cm para (a) x = +3,0 cm, (b) x = -3,0 cm, (c) x -5,0 cm e (d) x = -9,0 cm.
Uma única força atua sobre um objeto de 3,0 g que se comporta como uma partícula, de tal forma que a posição do objeto em função do tempo é dada por x = 3,0t – 4,0t2 + 1,0t3, com x em metros e t em segundos. Determine o trabalho realizado pela força sobre o objeto de t = 0 a t = 4,0 s.
A Figura abaixo mostra uma corda presa a um carrinho que pode deslizar sobre um trilho horizontal sem atrito ao longo de um eixo x. A extremidade esquerda da corda é puxada através de uma polia de massa e atrito desprezíveis a uma altura h = 1,20 m em relação ao ponto onde está presa no carrinho, fazendo o carrinho deslizar de x1 = 3,00 m até x2 = 1,00 m. Durante o deslocamento, a tensão da corda se mantém constante e igual a 25,0 N. Qual é a variação da energia cinética do carrinho durante o deslocamento.
Um bloco de 250 g é deixado cair em uma mola vertical, inicialmente relaxada, com uma constante elástica k=250 N/m. O bloco fica acoplado à mola, comprimindo-a em 12 cm até parar momentaneamente. Nesta compressão, que trabalho é realizado sobre o bloco (a) pela força gravitacional e (b) pela força elástica? (c) Qual a velocidade do bloco imediatamente antes dele se chocar com a mola?
Um caixote de 230 kg está pendurado na extremidade de uma corda de comprimento L = 12,0 m. Você puxa o caixote horizontalmente com uma força variável F , deslocando-o para o lado de uma distância d = 4,00 m (ver figura). (a) Qual é o módulo de F quando o caixote está na posição final? Este deslocamento, quais são (b) o trabalho total realizado sobre o caixote, (c) o trabalho realizado pela força gravitacional sobre o caixote e (d) o trabalho realizado pela corda sobre o caixote? (e) Sabendo que o caixote está em repouso antes e depois do deslocamento, use as respostas dos itens (b), (c) e (d) para determinar o trabalho que sua força F realiza sobre o caixote. (f) Por que o trabalho da sua força F não é igual ao produto do deslocamento horizontal pela resposta do item (a)?
Dois blocos estão ligados por um fio muito leve que passa por uma polia sem massa e sem atrito. Deslocando-se com velocidade escalar constante, o bloco de 20,0 N se move 75,0 cm da esquerda para a direita e o bloco de 12,0 N move-se 75,0 cm de cima para baixo. (Nesse processo, quanto trabalho é realizado a) sobre o bloco de 12,0 N i) pela gravidade; ii) pela tensão no fio? b) Sobre o bloco de 20,0 Ni) pela gravidade; ii) pela tensão no fio?; iii) pelo atrito; e iv) pela força normal? C) Calcule o trabalho total realizado sobre cada bloco. 
Uma rocha de 20,0 Kg está deslizando sobre uma superfície horizontal áspera a 8,0 m/s e eventualmente pára em função do atrito. O coeficiente de atrito cinético entre a rocha e a superfície é 0,200. Que potência média é produzida pelo atrito até que a rocha pare? 
Um operário empurrou um bloco de 27 kg por uma distância de 9,2 m num piso plano, com velocidade constante, aplicando uma força dirigida 32º abaixo da horizontal. Se o coeficiente de atrito dinâmico é 0,20, qual o trabalho executado pelo operário sobre o bloco? 
Um objeto de massa 0,675 kg está em uma mesa sem atrito e ligado a um fio que passa através de um buraco da mesa, no centro de um círculo horizontal no qual o objeto se move com velocidade constante. (a) Se o raio do círculo for 0,500 m e a velocidade da massa for 10,0 m/s, calcule a tensão no fio. (b) Verifica -se que se puxarmos o fio para baixo mais 0,200 m, reduzindo assim o raio do círculo para 0,300 m obtém-se o mesmo efeito que se multiplicarmos a tração do fio original por 4,63. Calcule o trabalho total realizado pelo fio sobre o objeto girante durante a redução do raio.
Um bloco de granito de 1.380 kg é arrastado para cima de um plano inclinado por um guincho, à velocidade constante de 1,34 m/s (Fig. abaixo). O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano inclinado é 0,41. Qual é a potência que deve ser fornecida pelo guincho?
 
Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA
Pro-Reitoria de Graduação – PROGRAD
Curso: Ciência e Tecnologia
Disciplina: Mecânica Clássica
Professora: Erlania