Exercícios - Trabalho e Energia Cinética

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Lista de Exercícios: Energia Cinética e Trabalho 
Prof. Rogério Toniolo 
 
01. Uma caixa de 6,0 kg é elevada de uma distância de 3,0 m a partir do repouso por uma força aplicada 
verticalmente de 80 N. Determine (a) o trabalho realizado pela força, (b) o trabalho realizado pela gravidade e (c) a 
energia cinética final da caixa. 
R: (a) 240 J; (b) −176,4 J; (c) 63,6 J. 
 
02. Uma bola de beisebol deixa a mão de um jogador com velocidade de 32,0 m/s. A bola de beisebol, pesa cerca de 
0,145 kg. Despreze a resistência do ar. Qual é o trabalho realizado pelo jogador sobre a bola ao atirá-la? 
R: 74,2 J. 
 
03. Uma força constante de 80 N atua sobre uma caixa de 5,0 Kg que se move no sentido da força com uma 
velocidade de 20 m/s. Alguns segundos mais tarde a caixa está se movendo com uma velocidade de 68 m/s. 
Determine o trabalho realizado por essa força. 
R: 10,6 kJ. 
 
04. Um pacote de 5,00 kg desliza para baixo de uma rampa inclinada 12,0o abaixo da horizontal. O coeficiente de 
atrito cinético entre o pacote e a rampa é de µc = 0,310. O pacote possui uma velocidade de 2,20 m/s no topo da 
rampa. Use o teorema do trabalho-energia para calcular a distância máxima que ele pode descer ao longo da rampa 
até atingir o repouso. 
R: 2,59 m. 
 
05. Um bloco de 5,0 kg se move com v0 = 6,0 m/s sobre uma superfície 
horizontal sem atrito dirigindo-se contra uma mola cuja constante da mola é 
dada por k = 500 N/m que possui uma de suas extremidades presa a uma 
parede (a) Calcule a distância máxima que a mola pode ser comprimida. (b) Se 
a distância máxima que a mola pudesse ser comprimida fosse 0,15 m, qual 
seria o valor máximo de v0? 
R: (a) 0,60 m; (b) 1,5 m/s. 
 
06. Uma moeda desliza sobre um plano sem atrito em um sistema de coordenadas xy, da origem até o ponto de 
coordenadas (3,0 m; 4,0 m), sob o efeito de uma força constante. A força tem um módulo de 2,0 N e faz um ângulo 
de 100º no sentido anti-horário com o semi-eixo positivo x. Qual é o trabalho realizado pela força sobre a moeda 
durante esse deslocamento? 
R: 6,8 J. 
 
 
07. Na figura, uma força constante Fa de módulo 82,0 N é aplicada a uma caixa de 
sapatos de 3,00 kg a um ângulo φ = 53,0o, fazendo com que a caixa se mova para 
cima ao longo de uma rampa sem atrito com velocidade constante. Qual é o trabalho 
realizado sobre a caixa por Fa após ela ter subido uma distância vertical h = 0,150 m? 
R: 4,41 J. 
 
 
 08. O gráfico mostra a aceleração de uma partícula de 2,00 kg sob a ação 
de uma força F que desloca a partícula ao longo de um eixo x, a partir do 
repouso, de x = 0 a x = 9,0 m. A escala vertical do gráfico é definida por as = 
6,0 m/s2. Qual é o trabalho realizado pela força sobre a partícula até a 
partícula atingir o ponto (a) x = 4,0 m, (b) x = 7,0 m e (c) x = 9,0 m? Quais 
são o módulo e o sentido da velocidade da partícula quando ela atinge o 
ponto (d) x = 4,0 m, (e) x = 7,0 m e (f) x = 9,0 m? 
R: (a) 42 J; (b) 30 J; (c) 12 J; (d) 6,5 m/s em rel. a +Ox; (e) 5,5 m/s em rel. a +Ox; (f) 3,5 m/s em 
rel. a +Ox. 
 
 
09. O disparador de bolas em um fliperama tem uma mola de constante elástica 
de 1,20 N/cm. A bola se desloca em uma superfície inclinada 10,0o em relação à 
horizontal. Se a mola é comprimida inicialmente 5,00 cm, encontre a velocidade 
escalar de disparo de uma bola de 100 g quando é acionado o gatilho. São 
desprezados o atrito e a massa do gatilho. 
R: 1,68 m/s. 
 
v0 = 6,00 m/s 
k = 500 N/m 
5,00 
kg 
10. O martelo de um bate-estaca pesa 3800 N e deve ser elevado verticalmente 2,80 m com velocidade constante 
durante um intervalo de 4,00 s. Qual é a potência em watts que o motor deve fornecer ao martelo? 
R: 2660 W. 
 
11. Uma caixa de 5 kg está sendo elevada a uma velocidade constante de 2 m/s através de uma força igual ao seu 
peso. (a) Qual é a potência de entrada da força? (b) Qual é o trabalho realizado pela força em 4 s? 
R: (a) 98,1 W; (b) 392 J. 
 
 
12. Um esquiador de massa 70,0 kg é puxado morro acima por um cabo movido a motor. (a) Quanto trabalho é 
necessário para puxá-lo por uma distância de 60,0 m morro acima à inclinação de 30,0o (suposto sem atrito) à 
velocidade escalar constante de 2,00 m/s? (b) Qual é a potência necessária para um motor realizar essa tarefa? 
R: (a) 20,6 kJ; (b) 686 W. 
 
13. A força (mas não a potência) necessária para rebocar um barco com velocidade constante é proporcional à 
velocidade. Se uma velocidade de 4,0 km/h requer 7,5 kW, qual será a potência necessária para uma velocidade de 
12 km/h? 
R: 68 kW.