5ª Lista de Exercicios Fisica I Trabalho, Energia, Momento Linear (2)

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Professor: Ana Carolina L. Dias 
Disciplina: Física I 
 
 
5ª Lista de Exercícios de Física I- TRABALHO, ENERGIA E MOMENTO 
LINEAR 
 
1- Qual distância necessária para que um corpo de 1000 kg e velocidade de 20 m/s pare 
devido à força de atrito, cujo coeficiente é 0,4? 
 
2- Calcule a constante elástica de uma mola que, apoiada no solo com uma deformação 
de 50 cm, consiga lançar um objeto de massa m = 5 kg a uma altura de 10 m. 
 
3- Um veículo de massa m = 800 kg em altíssima velocidade (100 m/s) utiliza, para frear, 
um paraquedas, que é lançado por um dispositivo na parte traseira do mesmo. Sabendo- 
se que o coeficiente de atrito entre os pneus e o chão é de 0,3, qual a força que o sistema 
de paraquedas deve atingir para que o veículo percorra 20 m até que sua velocidade atinja 
metade do valor inicial? 
DICA: A soma dos trabalhos é igual a variação de energia. 
 
4- Calcule as Energias Cinética, Potencial Gravitacional e Potencial Elástica para cada 
caso abaixo. 
a) Um corpo de massa m = 20 kg, à 20 metros de altura, com velocidade de 10 m/s. 
 
b) Uma esfera de massa m = 0,2 kg está em repouso no solo. 
 
c) Uma viga de 350 kg à uma altura de 15 m. 
 
d) Uma mola de constante elástica k = 500 N/m com uma deformação de 20 cm que está 
em repouso no solo. 
 
5- Determine a quantidade de movimento e a energia cinética de um objeto de massa de 
5 kg que se move com velocidade igual a 30 m/s. 
 
6- Um objeto de massa 0,50 kg está se deslocando ao longo de uma trajetória retilínea 
com aceleração escalar constante igual a 0,30 m/s2. Se o objeto partiu do repouso, qual o 
módulo da sua quantidade de movimento, em kg.m/s, ao fim de 8 s? 
 
7- Suponha que a velocidade de um objeto obedece a seguinte equação: v = 16 - 2t. Sendo 
a massa desse objeto igual a 3 kg, calcule a quantidade de movimento desse objeto no 
instante 5 s. 
8- Calcule a quantidade de movimento no instante 4 s de um corpo de massa igual a 3 kg 
que obedece a seguinte função horária: 
x(t)=4+3t+2t2 
 
9- Um veículo de 1000 kg com velocidade de 20 m/s colide em um homem de 70 kg em 
repouso. Considerando que o carro pare após a colisão, qual é a velocidade com que o 
homem é lançado? E se o veículo e o homem ficassem juntos, qual seria a velocidade 
final? 
 
10- Calcule o trabalho realizado pelas forças atuantes sobre os objetos em cada caso 
abaixo, considerando as forças Peso e Normal, caso haja. 
a) Um corpo de massa m = 0,5kg é submetido à força F1 por 30 m. 
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F1 = 100N 
 
b) Uma caixa de massa m = 1400 kg sofre as forças F1 e F2, realizadas por dois tratores, 
por 200 m ao longo da direção vertical. 
F1 = 400N 
 F2 = 320N 
 
c) Um veículo de massa m = 900 kg é puxado por 2 km por uma força de 2000 N. 
45º 
------------------ 
 
11- A quantidade de movimento de um ponto material de massa 0,5 kg tem módulo igual 
a 1,6 kg.m/s. Determine a energia cinética. 
 
12- Supondo que uma arma de massa 1kg dispare um projétil de massa 10g com 
velocidade de 350 m/s, calcule a velocidade do recuo dessa arma. 
 
13- Em uma determinada missão, um bombeiro, de massa M, lança-se por uma corda 
amarrada num galho de árvore num ponto de altura L acima de um gato, de massa m, da 
figura, que pretende resgatar. Sendo g a aceleração da gravidade e H a altura da 
plataforma de onde o bombeiro se lança, indique o valor da tensão na corda, 
imediatamente após o bombeiro resgatar o gato. 
 
14- Uma mola ideal, de constante elástica k = 100 N/m, está comprimida de 0,2 m por 
um bloco de massa m = 0,1 kg. Quando a mola é liberada, o bloco é lançado ao longo de 
uma pista lisa. Determine a velocidade do bloco, em m/s, quando ele atinge a altura h = 
1,2 m. Adote g = 10 m/s². 
 
 
15- Um bloco de massa m = 0,5 kg, inicialmente em repouso no ponto A, é largado de 
uma altura h = 0,8 m. O bloco desliza, sem atrito, ao longo de uma superfície e colide 
com um outro bloco, de mesma massa, inicialmente em repouso, no ponto B. Adotando 
g = 10 m/s², determine a velocidade dos blocos após a colisão, em m/s, considerando: (a) 
a colisão perfeitamente inelástica, ou seja, que os blocos seguem juntos; e (b) a colisão 
perfeitamente elástica, ou seja, que um bloco para e o outro segue. 
 
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16- Um pequeno bloco, de massa m = 0,5 kg, inicialmente em repouso no ponto A, é 
largado de uma altura h = 1,6 m. O bloco desliza, sem atrito, ao longo de uma superfície 
e colide, no ponto B, com uma mola de constante elástica k=100 N/m. Determine a 
compressão máxima da mola, em cm. Adote g = 10 m/s². 
 
 
17- Considere que a mola a seguir possui uma constante elástica k = 8000 N/m e massa 
desprezível. Inicialmente, a mola está comprimida de 2,0 cm e, ao ser liberada, empurra 
um carrinho de massa igual a 0,20 kg. O carrinho abandona a mola quando esta atinge o 
seu comprimento relaxado, e percorre uma pista que termina em uma rampa. Considere 
g = 10 m/s², e que a energia mecânica se conserva. 
 
a) Qual é a velocidade do carrinho quando ele abandona a mola? 
b) Na subida da rampa, a que altura o carrinho tem velocidade de 2,0 m/s? 
 
18- Um bloco de massa m1 = 100 g comprime uma mola de constante elástica k = 360 
N/m, por uma distância x = 10,0 cm, como mostra a figura. Em um dado instante, esse 
bloco é liberado, vindo a colidir em seguida com um outro bloco de massa m2 = 200 g, 
inicialmente em repouso. Despreze o atrito entre os blocos e o piso. Considerando g = 10 
m/s² e a colisão perfeitamente inelástica, determine a velocidade final dos blocos, em m/s. 
 
 
19- Inicialmente à uma altura b, três corpos perfeitamente iguais são abandonados e 
chegam ao solo com velocidades v1, v2 e v3, respectivamente. O corpo 1 sofre uma queda 
livre, enquanto os corpos 2 e 3 deslizam sobre superfícies planas, inclinadas e sem atrito, 
conforme a figura a seguir. O que se pode afirmar sobre as velocidades v1, v2 e v3? 
 
 
20- Na rampa, uma pessoa abandona, no instante t = 0, um carrinho de massa 5 kg que 
adquire uma aceleração constante. Considere cada um dos três primeiros intervalos de 
tempo do movimento iguais a 1 s. No primeiro e no segundo intervalos de tempo, o 
carrinho percorre, respectivamente, as distâncias de 0,5 m e 1,5 m. Calcule: a) o momento 
linear que o carrinho adquire no instante t = 3 s; b) a distância percorrida pelo carrinho 
no terceiro intervalo de tempo, ou seja, entre os instantes t = 2 s e t = 3 s. 
 
21- Um casal de dançarinos de massas 80 kg e 60 kg, parados um de frente para o outro, 
empurram-se bruscamente de modo a se movimentarem em sentidos opostos sobre uma 
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superfície horizontal sem atrito. Num determinado instante, o dançarino mais pesado 
encontra-se a 12 m do ponto onde o casal se empurrou. Calcule a distância, em metros, 
que separa os dois dançarinos neste instante. 
 
22- Considere dois blocos A e B, de massas mA = 0,2 kg e mB = 0,8 kg, respectivamente, 
estão presos por um fio, com uma mola ideal comprimida entre eles. A mola comprimida 
armazena 32 J de energia potencial elástica. Os blocos estão inicialmente em repouso, 
sobre uma superfície horizontal e lisa. Em um dado instante, o fio se rompe liberando os 
blocos com velocidades vA e vB, respectivamente. 
a) Calcule a velocidade do bloco A, em m/s; 
b) Calcule a razão vA/vB entre os módulos das velocidades. 
 
 
23- O dispositivo abaixo é muito utilizado para se obter a velocidade de lançamento de 
um dardo. O dardo é lançado em direção a um bloco de madeira, inicialmente em repouso, 
suspenso por dois fios verticais. O dardo fixa-se no bloco eo conjunto - dardo e bloco - 
sobe até uma altura de 20 cm acima da posição inicial do bloco, como mostrado na Figura 
II. Sendo a massa do dardo 50 g e a do bloco 100 g, e g = 10 m/s²: a) determine a 
velocidade do conjunto imediatamente após o dardo se fixar no bloco; b) calcule a 
velocidade de lançamento do dardo; c) A energia mecânica do conjunto, na situação 
mostrada na Figura I, é menor, igual ou maior que a energia do mesmo conjunto na 
situação mostrada na Figura II? JUSTIFIQUE sua resposta. 
 
 
24- No dispositivo a seguir, o bloco de massa m encontra-se em parado sobre uma 
superfície horizontal e deve ser impulsionado para tentar atingir a caçapa, situada a uma 
distância x = 1,5 m do bloco. Para impulsioná-lo, utiliza-se um pêndulo de mesma massa 
m. O pêndulo é abandonado de uma altura h = 20 cm em relação a sua posição de 
equilíbrio e colide, elasticamente, com o bloco no instante em que passa pela posição 
vertical. 
Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s², calcule: 
a) a velocidade da massa m do pêndulo imediatamente antes da colisão; 
b) a velocidade do bloco imediatamente após a colisão; 
c) a distância percorrida pelo bloco, sobre a superfície horizontal, supondo que o 
coeficiente de atrito cinético entre o bloco e essa superfície seja μ = 0,20 e verifique se o 
bloco atinge a caçapa.