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NOME:______________________________________________________________________ Matrícula: Turma Importante: i. Nas cinco páginas seguintes contém ii. Ler os enunciados com atenção. iii. Responder a questão de forma organizada, mostrando o seu raciocínio de forma coerente. iv. Analisar a resposta respondendo: 1. Uma partícula de massa 10 g tem a a) Esboce um gráfico força versus b) Quanto vale o trabalho realizado pela força quando a de x=2 cm até x=6 cm? c) Que velocidade a partícula com velocidade de 10 m/s? Lista 11: Trabalho 1 Lista 11: Trabalho NOME:______________________________________________________________________ Matrícula: Turma: Prof. : Nas cinco páginas seguintes contém problemas para se resolver e entregar. os enunciados com atenção. esponder a questão de forma organizada, mostrando o seu raciocínio de forma coerente. Analisar a resposta respondendo: ela faz sentido? Isso lhe ajudará a encontrar erros! de massa 10 g tem a energia potencial mostrada na figura. versus posição desde x=0 cm até x=8 cm. Quanto vale o trabalho realizado pela força quando a partícula se move precisa ter em x=2 cm para chegar a x=6 cm NOME:______________________________________________________________________ esponder a questão de forma organizada, mostrando o seu raciocínio de forma coerente. a encontrar erros! se move =6 cm Lista 11: Trabalho 2 2. Uma pessoa consegue atirar uma pedra de massa 500 g com uma velocidade de 30 m/s. Sua mão se desloca de 1 m segurando a pedra antes de soltá-la. a) Quanto vale o trabalho realizado pela pessoa sobre a pedra? b) Supondo que a força que a pessoa faz sobre a pedra seja constante, quanto vale o módulo dessa força? c) Qual a potência máxima despendida pela pessoa ao atirar a pedra? Lista 11: Trabalho 3 3. Uma pessoa, cuja massa é 75 kg, desce, sobre esquis, uma rampa de gelo com inclinação de 20º com relação à horizontal. O topo da rampa encontra-se 50 m acima da sua base. O atrito entre a rampa e os esquis é desprezível. Um forte vento frontal faz uma força horizontal sobre a pessoa, de módulo 200 N, contrária ao seu deslocamento. Encontre a velocidade da pessoa ao atingir a base da rampa, primeiro usando a relação entre trabalho e energia, depois usando as leis de Newton. Lista 11: Trabalho 4 4. Um gato de 5 kg salta do chão para o topo de uma mesa de 95 cm de altura. Supondo que o gato empurra o chão durante 0,2 s para tomar impulso, qual foi a potência media despendida pelo gato durante o salto? Lista 11: Trabalho 5 5. Um elevador de 1000 kg está acelerado para cima. O módulo de sua aceleração é 1 m/s2. Ele percorre 10 m com essa aceleração, partindo do repouso. a) Quanto vale o trabalho realizado pela gravidade sobre o elevador? b) Quanto vale o trabalho realizado pela tensão do cabo sobre o elevador? c) Use a relação entre trabalho e energia cinética para encontrar a energia cinética do elevador após o percurso de 10 m. d) Qual a velocidade do elevador ao final do percurso de 10 m? Lista 11: Trabalho 6 Questões: Questões conceituais (Livro-texto, capítulo 11): TODAS Exercícios e Problemas 1. Calcule o produto escalar de cada par de vetores da figura 2. Calcule o produto escalar BA rr ⋅ quando a) jiA ˆ4ˆ3 −= r e jiB ˆ6ˆ2 +−= r b) jiA ˆ3ˆ2 += r e jiB ˆ4ˆ6 −= r 3. Quais os ângulos entre os vetores Ar e Br nos itens a) e b) da questão anterior? 4. As duas cordas desenhadas na figura abaixo são usadas para baixar um piano de massa 255 kg a partir de uma altura de 5 m até o solo. Qual o trabalho realizado por cada uma das forças representadas? 5. Uma partícula de massa 500 g se move sob a ação da força representada pelo gráfico. A velocidade da partícula é de 2 m/s quando ela se encontra na posição x=0 m. Quanto vale sua velocidade em x=1 m, x=2 m e x=3 m? 6. Exercício corrigido em aula de monitoria Uma partícula tem a energia potencial mostrada na figura. Quanto vale a componente x da força sobre a partícula em x=1 m e x=4 m? Lista 11: Trabalho 7 7. Quando você estudar termodinâmica vai aprender que 1 mole de átomos (correspondente a 6,02 x 1023 átomos) de He na fase gasosa possui 3700 J de energia cinética microscópica quando a amostra de gás encontra-se à temperatura ambiente. Se supusermos que todos os átomos se movem com a mesma velocidade, quanto vale essa velocidade? A massa de um átomo de He é 6,68 x 10-27 kg. 8. Um cabo com uma tensão de 20 N puxa verticalmente para cima um bloco de 1.02 kg inicialmente em repouso. Qual a velocidade do bloco depois de erguido de 2 m? Resolva esse problema usando a relação entre energia e trabalho. 9. Exercício corrigido em aula de monitoria Um velocista (atleta corredor de curtas distâncias) de massa 50 kg corre 50 m em 7 s com aceleração constante, partindo do repouso. a) Qual a intensidade da força horizontal agindo sobre o corredor? b) Qual a potência despendida pelo corredor nos instantes 2 s, 4 s e 6 s? 10. A figura (a) abaixo mostra a força Fx exercida sobre uma partícula que se move ao longo do eixo x. Desenhe um gráfico da energia potencial da partícula como função de x. Escolha o ponto x=0 m como aquele onde a energia potencial é nula. A figura (b) abaixo mostra a energia potencial de uma partícula que se move ao longo do eixo x como função da sua posição. Desenhe um gráfico da força Fx como função da posição. Respostas: 1) a) 15.3, b) -4, c) 0 2) a) -30, b) 0 3) a) 162o, b) 90o 4) 1.25x104J pela gravidade, -7.92x103J por T1, -4.58x103J por T2. 5) 7.35 m/s, 9.17 m/s, 9.7 m/s 6) -20 N em x=1m, 30N em x=4m 7) 1360 m/s 8) 6.26 m/s 9) a) 102.04 N. b) 0.41 kW, 0.83 kW, 1.25 kW. 10) Lista 11: Trabalho 8
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