Lista de Energia Potencial

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Departamento de Física – UEFS 
Profa Ana Carla Bitencourt 
FIS 110 – Física I 
Semestre 2017.2 
 
5ª Lista de Exercícios – Energia Potencial e Conservação de Energia 
(Questões selecionadas do Livro Sears e Zemansky) 
01) (7.14) Uma pedra com massa de 0,12 kg está presa a um fio de 0,80 m de comprimento, 
de massa desprezível, formando um pêndulo. O pêndulo oscila até um ângulo de 45° com a 
vertical. Despreze a resistência do ar. a) Qual é a velocidade da pedra quando ela passa 
pela posição vertical? b) Qual é a tensão no fio quando ele faz um ângulo de 45° com a 
vertical? c) Qual é a tensão no fio quando ele passa pela posição vertical? R: a) 2,1 m/s; b) 
0,83 N; c) 1,9 N 
02) (7.23) Uma massa de 2,50 kg é empurrada contra uma mola horizontal de constante de 
força igual a 25,0 N/cm sobre uma mesa de ar sem atrito. Uma extremidade da mola é fixa e 
a massa não está presa à mola. Quando a mola foi suficientemente comprimida para 
armazenar 11,5 J de energia potencial, a massa é subitamente libertada do repouso. a) 
Ache a maior velocidade escalar que a massa atinge. Quando isso ocorre? b) Qual é a 
maior aceleração da massa e quando ela ocorre? R: a) 3,03 m/s; b) 95,9 m/s2 
03) (7.29) Um livro de 0,60 kg desliza sobre uma mesa horizontal. A força de atrito cinético 
sobre o livro possui módulo igual a 1,2 N. a) Qual é o trabalho realizado pela força de atrito 
durante um deslocamento de 3,0 m da direita para a esquerda? b) O livro se desloca agora 
de 3,0 m da esquerda para a direita voltando ao ponto inicial. Durante o segundo 
deslocamento de 3,0 m, qual é o trabalho realizado pela força de atrito? c) Qual é o trabalho 
total realizado pela força de atrito durante o deslocamento total de ida e volta ao ponto 
inicial? d) Com base em sua resposta do item (c), você afirmaria que a força de atrito é 
conservativa? Explique. R: a) -3,6 J; b) -3,6 J; c) -7,2 J; d) não 
04) (7.42) Um bloco de 2,0 kg é empurrado contra uma mola de massa desprezível e 
constante k = 400 N/m, comprimindo a mola até uma distancia igual a 0,220 m. Quando o 
bloco é liberado, ele se move ao longo de uma superfície horizontal sem atrito e sobe um 
plano inclinado de 37,0º (Figura abaixo). a) Qual é a velocidade do bloco enquanto desliza 
ao longo da superfície horizontal depois de abandonar a mola? b) Qual a distância máxima 
que ele atinge ao subir o plano inclinado até parar antes de voltar para a base do plano? R: 
a) 3,11 m/s; b) 0,821 m 
 
05) (7.46) Um carro em um parque de diversões se desloca sem atrito ao longo do trilho 
indicado na Figura abaixo. Ele parte do repouso no ponto A situado a uma altura h acima da 
base do círculo. Considere o carro como uma partícula. a) Qual é o menor valor de h (em 
função de R) para que o carro atinja o topo do círculo (ponto B) sem cair? b) Se h = 3,50R e 
R = 20,0 m, calcule a velocidade, o componente radial da aceleração e o componente 
tangencial da aceleração dos passageiros quando o carro esta no ponto C, que está na 
extremidade de um diâmetro horizontal. Use um diagrama aproximadamente em escala para 
mostrar esses componentes da aceleração. R: a) h > 5R/2; b) 31,3 m/s; 49,0 m/s2; 9,8 m/s2 
 
06) (7.63) Uma esquiadora parte com velocidade inicial desprezível do topo de uma esfera 
de neve com raio muito grande e sem atrito, deslocando-se diretamente para baixo (Figura 
abaixo). Em que ponto ela perde o contato com a esfera e voa seguindo a direção da 
tangente? Ou seja, no momento em que ela perde o contato com a esfera, qual é o ângulo  
entre a vertical e a linha que liga a esquiadora ao centro da esfera de neve? R: 48,2° 
 
07) (7.65) Em um posto para carga de caminhões do correio, um pacote de 0,200 kg é 
largado do repouso no ponto A sobre um trilho com forma de um quarto de circunferência de 
raio igual 1,60 m (Figura aba4). O tamanho do pacote é muito menor do que 1,60 m, de 
modo que ele pode ser considerado como uma partícula. Ele desliza para baixo ao longo do 
trilho e atinge o ponto B com uma velocidade de 4,80 m/s. Depois de passar pelo ponto B, 
ele desliza uma distância de 3,0 m sobre uma superfície horizontal até parar no ponto C. a) 
Qual é coeficiente de atrito cinético entre o pacote e a superfície horizontal? b) Qual é o 
trabalho realizado pela força de atrito ao longo do arco circular do ponto A ao ponto B? R: a) 
0,392; -0,83 J