Exercicios Energia Potencial e Conservacao da Energia

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Energia Potencial e Conservação da Energia. 
Prof.a Vivienne D. Falcão Física I 
 
1 – Um esquiador e seu esqui, começam a descer uma rampa de gelo partindo do repouso no ponto C, a uma altura 
de 20,0 m. Depois de passar pelo ponto A, atinge uma barreira de proteção em B, conforme a figura a seguir. 
 
O conjunto esquiador-esqui possui massa total de 90 kg. O trecho AB encontra-se na horizontal. Despreze as 
dimensões do conjunto, o atrito e a resistência do ar durante o movimento. 
a) Usando o princípio da conservação da energia mecânica, calcule a velocidade com que o conjunto chega ao 
ponto A, na base da rampa. 20 m/s 
b) Em B encontra-se a barreira de proteção que é feita de material deformável, usada para parar o conjunto após 
a descida. Considere que, durante o choque, a barreira não se desloca e que o conjunto ao chocar-se com ela 
para. Sabendo que a deformação sofrida pela barreira durante o choque foi de 1,5 m calcule a força media 
que a barreia exerceu no conjunto. 1,2 x 105 N 
2 – Uma peça de massa igual a 200,0 g desce deslizando sobre a superfície mostrada na figura a seguir. No ponto A, 
a 60,0 cm acima do plano horizontal ABC, a peça tem velocidade igual a 2,0 m/s e ao passar pelo ponto B sua 
velocidade é de 3,0 m/s. 
 
a) Mostre, de acordo com os conceitos de energia, que ente os pontos A e B exista atrito entre a peça e a 
superfície. EA≠EB; EA= 1,6 J e EA= 0,9 J 
b) Determine o trabalho realizado pela força de atrito que atua na peça entre os pontos A e B. – 0 ,9 J 
c) Determine o valor do coeficiente de atrito entre a peça e a superfície sabendo que a peça chega ao repouso 
no ponto C, distante 90,0 cm de B. 0,5 
3 – Numa loja de peças, um pacote de massa igual a 200,0 g se move sobre um balcão horizontal liso a 20,0 m/s e 
atinge uma mola de constante elástica igual a 20 N/cm. Determine a compressão máxima sofrida pela mola. 20 cm 
4 – Pressiona-se uma pequena esfera de massa igual a 1,8 g contra uma mola de massa desprezível na posição vertical, 
comprimindo-a de 6,0 cm. A esfera é então solta e atinge uma altura máxima de 10,0 m a partir do ponto em que 
perde o contato com a mola. Desprezando-se os atritos, determine a constante elástica da mola. 100 N/m 
5 – Qual é a constante elástica de uma mola que armazena 25 J de energia potencial ao ser comprimida 7,5 cm? 
8,9 x103 N/m 
6 – Um caminhão perdeu os freios quando estava descendo uma ladeira a 130 km/h e o motorista dirigiu o veículo 
para uma rampa de emergência sem atrito com uma inclinação de 15o. A massa do caminhão é de 12 toneladas. 
Exercícios de Fixação 
INSTRUÇÕES: 
Esta lista de exercícios aborda os conteúdos ENERGIA POTENCIAL E CONSERVAÇÃO DA ENERGIA. 
NÃO HÁ NECESSIDADE de copiar as questões. Basta resolvê-las como forma de fixar o conteúdo. 
Bom Trabalho! 
Vivienne. 
 Energia Potencial e Conservação da Energia. 
Prof.a Vivienne D. Falcão Física I 
a) Qual é o menor comprimento L que a rampa deve ter para que o caminhão pare (momentaneamente) antes 
de chegar ao final? (Suponha que o caminhão pode ser tratado como uma partícula e justifique essa 
suposição). 257 m 
b) O comprimento mínimo L aumenta, diminui ou permanece o mesmo se a massa do caminhão for menor? 
Permanece o mesmo. O comprimento da rampa independe da massa. 
 
 
7 – Um esquiador de 60 kg parte do repouso a uma altura de 20 m acima da extremidade de uma rampa para saltos 
de esqui conforme a figura a seguir e deixa a rampa fazendo um ângulo de 28o com a horizontal. Despreze os efeitos 
da resistência do ar e suponha que a rampa não tenha atrito. 
a) Qual é a altura máxima do salto em relação à extremidade da rampa? 4,4 m 
b) Se o esquiador aumentasse o próprio peso colocando uma mochila nas costas, h seria maior, menor ou igual? 
Teria o mesmo valor. A altura independe da massa. 
 
 
 
8 – Um operário empurra um caixote de peças (massa total m=14 kg) sobre um piso de concreto com uma força 
horizontal constante F de módulo 40 N. Em um deslocamento retilíneo de módulo d= 0,50 m, a velocidade do caixote 
diminui de v0 = 0,60 m/s para v= 0,20 m/s. 
a) Qual foi o trabalho realizado pela força F e sobre que sistema o trabalho foi realizado? 20 J 
b) Qual é o aumento da energia térmica do caixote e do piso? 22 J 
 
9– Você foi solicitado a projetar uma mola que deve fornecer a um equipamento de massa igual a 1160 kg uma 
velocidade de 2,5 m/s em relação ao pátio onde se encontra. A aceleração máxima que o equipamento pode adquirir 
vale o quíntuplo da aceleração da gravidade. Você pode desprezar a massa da mola, a energia de recuo em relação 
ao pátio e as variações de energia potencial gravitacional. 
a) Qual deve ser a constante elástica da mola? 4,46 x 105 
b) Qual a distância a que a mola deve ser comprimida? 12,8 cm