Física Mecânica _Lista Energia

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BELO HORIZONTE
IET – Instituto de Engenharia e Tecnologia
Disciplina: Física Mecânica 4ª Lista: Energia
Professor (a): Pablo Thiago Valentim
1. A figura abaixo mostra dois espiões arrastando um cofre
de 225 kg a partir do repouso, produzindo um
deslocamento d de módulo 8,5 m em direção a um
caminhão. O empurrão F1 = 12 N e o empurrão F2 = 10 N. O
atrito é despezível durante todo o movimento. a) Qual é o
trabalho realizado pelas forção F1 e F2? b) Qual é o trabalho
total realizado sobre o sistema? c) Qual é a velocidade do
cofre no final dos 8,5 m?
2. A figura abaixo mostra três forças aplicadas a um baú que
se desloca 3 m para a esquerda em um piso sem atrito. Os
módulos das forção são: F1 = 5 N, F2 = 9 N e F3 = 3 N. O
ângulo indicado é θ = 60°. a) Qual é o trabalho total
realizado pelas três forças sobre o baú? b) A energia
cinética do baú aumenta ou diminui?
3. (INTEGRADORA)Três professores de Física, Cláudia, Junia
e Pablo, correm com velocidades horizontais constantes de
1,0 m/s, 1,0 m/s e 2,0 m/s respectivamente (em relação a
O, como mostra a figura abaixo). A massa da Cláudia é 50
Kg, a da Junia é 50 kg e a do Pablo é 60 Kg. a) As energias
cinéticas dos professores Junia e Pablo em relação à
professora Cláudia são:
4. (INTEGRADORA) A dificuldade para fazer parar um
automóvel é tanto maior quanto maior for sua energia
cinética. Se a velocidade do carro passar de 100 km/h para
120 km/h, aumentando, portanto 20%, de quanto a sua
energia cinética aumenta?
5. Na figura abaixo uma criança de massa m parte do
repouso no alto de um toboágua, a uma altura h = 8,5 m
acima da base do brinquedo. Supondo que a presença de
água torna o atrito desprezível, encontre a velocidade da
criança ao chegar à base do toboágua. 
6. (INTEGRADORA) Um bloco de 5,0 kg move-se com
Vo = 6,0 m/s sobre uma superfície horizontal sem atrito
dirigindo-se contra uma mola cuja constante é k = 500 N/m,
que possui uma extremidade presa em uma parede. O
bloco colide com a mola e pára após ela sofrer uma
deformação de:
7. (INTEGRADORA) Uma menina desce, a partir do repouso,
o "Toboágua Insano", com aproximadamente 40 metros de
altura, e mergulha numa piscina instalada em sua base.
Supondo que o atrito ao longo do percurso dissipe 28% da
energia mecânica, o módulo da velocidade da menina na
base do toboágua vale, aproximadamente:
8. (INTEGRADORA) Um trabalhador de uma fábrica exerce
uma força horizontal para empurrar por uma distância de
4,5 m um engradado de 30,0 kg ao longo de um piso plano
com velocidade constante. O coeficiente de atrito cinético
entre o engradado e o piso é igual a 0,25. Qual o trabalho
realizado pelo atrito sobre o engradado?
9. (INTEGRADORA) Um guindaste eleva do chão até uma
das lajes de um prédio em construção, a uma altura de
12,0 m do chão, uma viga de aço com 1,2 toneladas. O
gráfico abaixo mostra a variação da altura da viga em
função do tempo. Podemos dizer que a potência aplicada à
viga pelo guindaste ao longo deste movimento é:
10. (INTEGRADORA) Uma esfera movimenta-se num plano
subindo em seguida uma rampa, conforme a figura abaixo.
Com qual velocidade a esfera deve passar pelo ponto A
para chegar a B com velocidade de 4 m/s? Sabe-se que no
percurso AB houve uma perda de energia mecânica de 20%
(Dados: h = 3,2 m; g = 9,8 m/s²).
11. (INTEGRADORA) Você irá construir um sistema de
amortecimento para queda de elevador. Este sistema
consiste em uma grande mola que “absorverá” o impacto
da queda. Esta mola ficará abaixo do nível do solo do prédio
e terá um sensor que a travará quando a velocidade de
compressão chegar próximo a zero para que o elevador não
seja impulsionado para cima. Considere que a cabine do
elevador terá 1,0 tonelada com sua lotação completa e que
a altura máxima do prédio é 50m, em relação ao solo. Qual
deverá ser a constante elástica da mola se ela poderá ser
comprimida no máximo 5 metros abaixo do nível do solo.
12. (INTEGRADORA) Um pingo de chuva de massa
5,0x10-5 kg cai com velocidade constante de uma altitude
de 120 m, sem que sua massa varie. Nessas condições, a
força de resistência do ar sobre a gota e a energia dissipada
durante a queda são respectivamente:
13. Um pequeno bloco de massa m = 0,032 kg pode deslizar
em uma pista sem atrito que forma um loop de raio
R = 12 cm. O bloco é liberado a partir do repouso no ponto
P, a uma altura h = 5R acima do ponto mais baixo do loop.
a) Qual é o trabalho realizado sobre o bloco pela força
gravitacional enquanto o bloco se desloca de P para Q? b)
Qual é a variação da energia potencial gravitacional quando
o bloco se desloca do ponto P até o ponto mais alto do
loop?
14. Um bloco de massa m = 2 kg é deixado cair de uma
altura h = 40 cm sobre uma mola de constante elástica
k = 1960 N/m. Determine a variação máxima de
comprimento da mola.
15. (INTEGRADORA) Quando uma partícula de 4,0 kg está
pendurada por uma mola de massa desprezível que
obedece à lei de Hooke, a mola se alonga de 2,0 cm.
Quanto trabalho é necessário realizar por um agente
externo para alongar a mola de 4,0 cm da sua posição de
equilíbrio?
16. (INTEGRADORA) Uma foca de 30,0 kg sobre um trenó
de 5,0 kg, com uma velocidade escalar inicial de 4,0 m/s,
inicia a descida de uma montanha de 60 m de comprimento
e 12 m de altura, atingindo a parte mais baixa da montanha
com a velocidade escalar de 10 m/s. Considerando
g = 9,8 m/s2, qual a energia mecânica que é transformada
em calor?
17. (INTEGRADORA) A montanha russa é uma atração
radical em um parque de diversões e sempre atrai um
grande número de visitantes. Na figura, um carrinho de
massa 300 kg é abandonado do repouso no ponto A e
desce, com atrito desprezível, até o ponto B. Entre B e C, o
atrito torna-se considerável, o que faz com que o carrinho
pare no ponto C. Sabendo que o coeficiente de atrito entre
o carrinho e a pista no trecho horizontal BC vale 0,5,
adotando g = 9,8 m/s2 e desprezando a resistência do ar,
pode-se afirmar que a distância entre B e C, percorrida pelo
carrinho até parar, em metros, é igual a:
18. (INTEGRADORA) Num conjunto arco e flecha, a energia
potencial elástica é transformada em energia cinética da
flecha durante o lançamento. A força da corda sobre a
flecha é proporcional ao deslocamento x. Quando a corda é
solta, o deslocamento é x = 0,6 m e a força é de 300 N. Qual
é a velocidade da flecha ao abandonar a corda? A massa da
flecha é de 50 g. Despreze a resistência do ar e a massa da
corda. (Através da lei de Hooke, calcula-se a constante
elástica do arco k = F/x = 500 N/m).
19. (INTEGRADORA)Em um parque, diversos conceitos de
Física Mecânica podem ser aplicados sem perder a
diversão, como no caso do "escorrega". Uma criança com
massa de 40 kg desce de um escorrega inclinado de 30°
com a horizontal em um trecho de 8m de comprimento. O
coeficiente de atrito cinético entre a criança e o brinquedo
é 0,35. Se a criança parte do repouso no topo do escorrega,
qual é aproximadamente a sua velocidade ao atingir a
base?
20. Um estudando romântico e apaixonado resolve enviar
flores a uma garota. Como se sente um pouco encabulado
em entregá-las pessoalmente aproveita quando estão em
uma lanchonete e as envia fazendo-as deslizar sobre o
balcão. Ele verificou que o tampo do balcão possuia um
coeficiente de atrito cinético de 0,2 e empurra as flores
com uma velocidade de 4 m/s de modo que elas param
exatamente onde a garota estava. Sendo a distância entre
eles de quatro metros, calcule o peso das flores. 
21. (INTEGRADORA) Um policial rodoviário, ao examinaruma cena de engavetamento em um trecho retilíneo de
uma rodovia, verifica que o último carro envolvido deixou
marca de pneus, resultante da frenagem de 95 m de
extensão. O motorista desse carro afirmou que, ao colidir,
teria velocidade praticamente nula. Com base na medida
feita pelo policial, na afirmação do motorista e sabendo-se
que o coeficiente de atrito cinético entre os pneus e o
asfalto da rodovia é μ = 0,60, pode-se concluir que a
velocidade inicial do último carro, medida em km/h, era
aproximadamente:
22. (INTEGRADORA) Que altura é possível atingir em um
salto com vara? Essa pergunta retorna sempre que ocorre
um grande evento esportivo como os jogos olímpicos. No
salto com vara, um atleta converte sua energia cinética
obtida na corrida em energia potencial elástica (flexão da
vara), que por sua vez se converte em energia potencial
gravitacional. Imagine uma atleta com massa de 80 kg que
atinge uma velocidade horizontal de 10 m/s no instante em
que a vara começa a ser flexionada para o salto. Qual é a
máxima variação possível da altura do centro de massa da
atleta, supondo que, ao transpor a barra, sua velocidade é
praticamente nula?
23. (INTEGRADORA) Um corpo de massa m = 10 kg,
inicialmente em repouso, é deslocado por uma distância de
10 m com uma força constante na direção horizontal,
adquirindo, ao final destes 10 m, uma energia cinética de
500 J. A aceleração e o tempo gasto pelo corpo para
percorrer os 10 m são, respectivamente:
24. (INTEGRADORA) Dois guindastes G1 e G2‚ transportam a
mesma carga de peso P até uma mesma altura H. O
primeiro gasta 20 s nessa tarefa e o segundo, 30 s. Sendo
W1 e W2 os trabalhos realizados e P1 e P2‚ as potências
desenvolvidas por G1 e G2, respectivamente, é correto
afirmar que:
a) W1 = W2 e P1 = P2
b) W1 = W2 e 3P1 = 2P2
c) W1 = W2 e 2P1 = 3P2
d) 2W1 = 3W2 e P1 = P2
e) 3W1 = 2W2 e 2P1 = 3P2
25. (INTEGRADORA) Molas e amortecedores são utilizados
na suspensão dos veículos para desacoplar o movimento de
vibração das rodas do restante do carro, onde estão os
passageiros. Sem suspensão, o carro vibraria de acordo com
as condições da estrada, e seria muito desconfortável. O
correto dimensionamento das molas permite ao sistema de
suspensão absorver a energia dos "solavancos"
experimentados pelas rodas. A suspensão dos carros é
composta por molas e amortecedores trabalhando em
conjunto. Se uma mola de constante k = 5000 N/m é
comprimida por uma distancia de 10 cm qual é a energia
potencial elástica nela armazenada?