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Exercícios – Energia Mecânica 1) Um carro de massa igual a 1000 kg possui velocidade de 108 km/h. Calcule a sua energia cinética. 2) Um carro de massa igual a 1000 kg possui velocidade de 108 km/h e está seguindo na direção esquerda. Se outro carro de massa igual a 1000 kg também possui velocidade de 108 km/h, mas segue na direção direita, a sua energia cinética será maior, menor ou igual a do primeiro carro que seguia viagem para a esquerda? 3) Se o carro do exercício (1) partiu do repouso e atingiu a velocidade de 108 km/h em 10 s, calcule a potência do motor do carro. 4) A lâmpada de massa igual a 0,3 kg no teto de uma sala está a 2 m do chão. Se a aceleração da gravidade for considerada como g = 9,8 m/s², calcule a energia potencial gravitacional da lâmpada. 5) Calcular a energia potencial de uma haste unidimensional de comprimento L = 10 cm e massa m = 20 g na superfície da Terra. 6) A figura mostra um trecho da montanha russa de um parque de diversões. Um carrinho, com massa total de 300 kg, inicia a descida, partindo do repouso do ponto A. Desprezando os efeitos do atrito e supondo g = 9,8m/s², determine: a) a energia mecânica do carrinho nos pontos A, B e C; b) a velocidade do carrinho ao passar pelo ponto C. c) Como resolver o item “b” a partir da aplicação das Leis de Newton? 7) No escorregador mostrado na figura, uma criança com 30 kg de massa, partindo do repouso em A, a 3,2 m do chão, desliza até B. Desprezando as perdas de energia e admitindo g = 10 m/s², calcule a velocidade da criança ao chegar a B. 8) Três corpos idênticos de massa M deslocam-se entre dois níveis, como mostra a figura: A – caindo livremente; B - deslizando ao longo de um tobogã e C - descendo uma rampa, sendo, em todos os movimentos, desprezíveis as forças dissipativas. Com relação ao trabalho (W) realizado pela força-peso dos corpos, pode-se afirmar que: a) �� > �� > �� b) �� > �� = �� c) �� = �� > �� d) �� = �� = �� e) �� < �� > �� 9) Um homem deseja levar uma caixa para a traseira de um caminhão, utilizando uma rampa, como mostra a figura. Ao aumentar o comprimento da rampa, isto é, ao diminuir a inclinação entre a rampa e o chão, uma força menor será necessária para levar a caixa (o que facilita sua tarefa). Essa afirmação é verdadeira? Explique. 10) Um bloco parte da posição A e atinge a posição B sob ação de um sistema de forças, conforme a figura. Sendo F = 50 N, cos θ = 0,8, P = 70N, N = 40N, ��� = 10N e d = 5,0m, determine: a) o trabalho que cada força realiza no deslocamento; b) o trabalho da força resultante nesse deslocamento. 11) Em uma fábrica, sob uma caixa de massa igual a 5 kg que parte do repouso, age uma força que varia à medida que a caixa se move. Essa força é dada pelo gráfico ao lado: Calcule a velocidade da caixa quando ela atinge as posições a) d = 0,5 m b) d = 1,0 m 12) Quando uma mola de constante elástica k = 400 N/m é deformada em 10 cm, a) Qual é o valor da energia potencial elástica armazenada na mola? b) Se essa mola for deformada pelo dobro, qual será o valor da energia potencial nesse caso? c) Qual foi o valor do trabalho realizado pela força da mola? d) Qual é o valor da força que a mola exerce quando é comprimida em 10 cm? e) Calcule o valor do produto força vezes distância (ou seja, multiplique o resultado obtido no item “c” pela distância de 10 cm) e veja que o resultado é diferente do calculado no item “b”. Existe alguma contradição nisso? 13) O Sol envia para a Terra, na forma luminosa, 1,7 ∙ 10�� � de potência. Se toda essa potência pudesse ser aproveitada para gerar energia elétrica, quantas casas seriam abastecidas simultaneamente? Suponha que cada casa consuma cerca de 240 kWh de energia por mês. 14) A quantidade de energia informada na embalagem de uma barra de chocolate é igual a 200 ����. Após o consumo dessa barra, uma pessoa decide eliminar a energia adquirida praticando uma corrida, em percurso plano e retilíneo, com velocidade constante de 1,5 �/�, o que resulta em uma taxa de dissipação de energia de 500 �. Considerando 1 ���� ≅ 4200 �, quantos quilômetros, aproximadamente, a pessoa precisará correr para dissipar a mesma quantidade de calorias ingeridas ao comer o chocolate? 15) Um quilograma de açúcar possui uma energia de 3850 calorias. Se fosse possível transformar toda essa energia em energia potencial gravitacional, até que altura seria possível elevar essa quantidade de açúcar? Considere que o valor da aceleração da gravidade a) não varie com a altura b) varie com a altura 16) Um carro, para se mover tem que enfrentar a força de resistência do ar, que fica maior conforme aumenta a velocidade. Se calcularmos o trabalho realizado por essa força, saberemos quanta energia o carro “perde” em função da resistência do ar. Considere um carro a 36 km/h, ou seja, a 10m/s, sendo a força de resistência igual a 80 N. Calcule a energia perdida em um trajeto de 100 km e a potência dissipada.
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