Lista energia com gabaito - Inácio

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Lista de Exercícios Física I 
Professor Inácio
Energia cinética, Potencial e Conservação de Energia
1 - 
Solução 
2 – 
Solução 
3 – 
Solução 
Energia mecânica 
Eliminando as massas e dividindo por g temos que H vale:
Usando a função seno no triangulo temos o comprimento L
4 – 
Solução
A energia potencial elástica se transforma em energia potencial gravitacional.
Igualando as equações potenciais gravitacional e elástica
5 - 
Solução
Igualando as equações das energias potencias temos
Usando a função de seno temos
 
Usando a equação da energia cinética temos
6 - 
Solução 
Usando a equação da energia potencial 
Usando a equação da potencia 
7 - 
Solução 
Calculando a variação da altura temos que a velocidade no monte menor será:
A energia potencial é determinada pela diferença das alturas H-h
A força da atrito e definida pelas FN = mgcos(α)
O trabalho da força de atrito é Τ= l .FN
 Assim temos que 
Assim temos que 
8 - 
Solução 
9 - Após ingerir uma barra de chocolate de valor energético igual a 500 cal, um homem de 70 Kg resolve praticar rapel, subindo uma rocha de 15m. Supondo que apenas a energia adquirida a partir da barra de chocolate fosse utilizada na subida, qual o valor da altura atingida.
Dado: 1 cal = 4,2 J; gravidade = 10 m/s2
Solução 
A quantidade de energia da qual o homem dispõe é de 2100 J. Sendo 1 cal = 4,2 J então 4,2.500 = 2100J.
EPOTENCIAL GRAVITACIONAL = m.g.h
2100 = 70.10.h
2100 =h
 700
h = 3m
10 - Uma criança abandona um objeto do alto de um apartamento de um prédio residencial. Ao chegar ao solo a velocidade do objeto era de 72 Km/h. Admitindo o valor da gravidade como 10 m/s2 e desprezando as forças de resistência do ar, determine a altura do lançamento do objeto.
Solução 
Usando a conservação de energia temos 
12 - A figura ilustra um brinquedo oferecido por alguns parques, conhecido por tirolesa. Considere que uma pessoa de 50 kg parta do repouso no ponto A e desça até o ponto B segurando-se na roldana, e que nesse trajeto tenha havido perda de 36% da energia mecânica do sistema, devido ao atrito entre a roldana e a corda. No ponto B ela se solta, atingindo o ponto C na superfície da água. Em seu movimento, o centro de massa da pessoa sofre o desnível vertical de 5 m mostrado na figura. Pode-se afirmar que a pessoa atinge o ponto C com uma velocidade, em m/s, de módulo igual a:
Solução
13 - Um corpo de 2 kg é empurrado contra uma mola de constante elástica 500 N/m, comprimindo-a 20 cm. Ele é libertado e a mola o projeta ao longo de uma superfície lisa e horizontal que termina numa rampa inclinada conforme indica a figura. Dado g = 10 m/s2 e desprezando todas as formas de atrito, calcular a altura máxima atingida pelo corpo na rampa. 
Solução
14 – A esfera parte do repouso em A e percorre o caminho representado sem nenhum atrito ou resistência. Determine sua velocidade no ponto B. 
Solução 
V = 
V = 9,9m/s
15 - Um esquiador de massa m = 70 kg parte do repouso no ponto P e desce pela rampa mostrada na figura. Suponha que as perdas de energia por atrito são desprezíveis e considere g = 10 m/s². A energia cinética e a velocidade do esquiador quando ele passa pelo ponto Q, que está 5,0 m abaixo do ponto P, são respectivamente iguais a: 
Solução 
16 - A figura a seguir mostra um bloco, encostado em uma mola comprimida, no momento em que é abandonado a partir do repouso. Quando passa pelo ponto P, o bloco se desprende da mola e sobe a rampa, considerada sem atrito, atingindo o repouso no ponto R. Considere a energia potencial nula na linha tracejada mostrada na figura. No ponto R, a energia mecânica do bloco vale 30 J. Os valores da energia potencial gravitacional e da energia cinética do bloco, no ponto P são, respectivamente 
Solução
Como não há atrito, a quantidade de energia cinética e potencial nos pontos e R são iguais. Assim podemos concluir que EP = Ec = 15J
17 - 
18 - 
Solução
Não precisa ser feita
19 – 
Solução
20 – 
Solução