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2 TRABALHO DAS FORÇAS Questão 01 - (UFRRJ) Uma pessoa caminha sobre um plano horizontal. O trabalho realizado pelo peso desta pessoa é: a) sempre positivo. b) sempre negativo. c) sempre igual a zero. d) positivo, se o sentido do deslocamento for da esquerda para a direita. e) negativo, se o sentido do deslocamento for da direita para a esquerda. Questão 02 - (UFG GO) Sobre um objeto de massa m igual a 1,0kg, inicialmente em repouso, atua uma força resultante F, conforme o gráfico abaixo. a) Determine, utilizando o Teorema da Energia Cinética, o módulo da velocidade adquirida pelo objeto, quando a força deixar de atuar. b) Esboce o gráfico da velocidade em função do tempo, desde t = 0 até t = 4 s. c) Esboce o gráfico da posição em função do tempo, desde t = 0 até t = 4 s. Questão 03 - (UFF RJ) Uma força constante F puxa um bloco de peso P e atua segundo uma direção que forma com a horizontal um ângulo . Este bloco se desloca ao longo de uma superfície horizon- tal, percorrendo uma distância x, conforme indicado na figura. A força normal exercida pela superfície sobre o bloco e o trabalho realizado por esta força ao longo da distância x valem, respectivamente: a) P ; P x b) P ; zero c) P - Fsen ; zero d) P + Fsen; (P + Fsen) x e) P - Fsen; (P - Fsen) x Questão 04 - (UNIFOR CE) O gráfico abaixo representa a intensidade da força resultante, de direção constante, que atua em um corpo de massa 5,0kg, inicialmente em repouso, em função de tempo. O trabalho realizado por essa força resultante no intervalo de 0 a 5,0s, em joules, foi a) 5,0 103 b) 2,5 103 c) 5,0 102 d) 2,5 102 e) 1,0 102 Questão 05 - (UNIUBE MG) Uma partícula de massa 4kg, inicialmente em repouso, é submetida a uma força resultante de direção e sentido invariáveis, e cuja intensidade varia de acordo com o gráfico abaixo. O trabalho realizado sobre a partícula é, em J, igual a a) 50 b) 30 c) 20 d) 10 e) zero Questão 06 - (UFOP MG) Uma força resultante (F) atua sobre uma partícula em movimento retilíneo, na direção e no sentido de sua velocidade. O módulo da força (F) varia com a posição (x) da partícula de acordo com o gráfico abaixo. A variação da energia cinética da partícula, desde x = 0,0 m até x = 4,0 m é: a) K = - 5,0 J b) K = 15,0 J c) K = 25,0 J d) K = 35,0 J e) K = 45,0 J Questão 07 - (PUC PR) O corpo representado está sendo deslocado por uma força de direção e sentido constante e módulo variável, conforme o 0 2 4 F(N) S(m) 8 F(N) 5 t(s)0 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 Posição (m) F o rç a ( N ) 3 diagrama abaixo. O trabalho realizado por essa força ao deslocar o corpo da posição 5 m à posição 20 m é. a) 350 J b) 600 J c) 300 J d) 100 J e) 450 J Questão 08 - (UNIFOR CE) Uma caixa, inicialmente parada sobre uma superfície horizontal, é arrastada na direção de uma força F , cujo módulo varia com a posição x da caixa, de acordo com o gráfico. O trabalho realizado pela força F , no deslocamento de 20 m, vale, em joules, a) 100 b) 80 c) 60 d) 40 e) 20 Questão 09 - (FEI SP) Qual das alternativas abaixo representa as unidades de Força, Trabalho, Energia cinética e Potência no Sistema Internacional (S.I.)? a) b) , J, Kg ,hp c) , , , d) N, , , e) J, N, , Questão 10 - (UFJF MG) Considere as seguintes afirmações: 1. O trabalho realizado por uma força não conservativa representa uma transferência irreversível de energia. 2. A soma das energias cinética e potencial num sistema físico pode ser chamada de energia mecânica apenas quando não há forças dissipativas atuando sobre o sistema. Quanto a essas sentenças, pode-se afirmar que: a) as duas estão corretas; b) a primeira está incorreta e a segunda está correta; c) a primeira está correta e a segunda está incorreta; d) ambas estão incorretas. Questão 11 - (UERJ) Uma caixa está sendo puxada por um trabalhador, conforme mostra a figura abaixo. Para diminuir a força de atrito entre a caixa e o chão, aplica- se, no ponto X, uma força f. O segmento orientado que pode representar esta força está indicado na seguinte alternativa: a) b) c) d) Questão 12 - (UFAM) Um bloco está inicialmente em repouso no ponto A de uma superfície horizontal. Sobre este bloco aplica-se uma força constante F, cujas componentes valem e , como mostra a figura. Qual o trabalho realizado por esta força, quando o bloco se deslocar horizontalmente do ponto A para o ponto B, cuja distância entre eles vale ? a) b) c) d) e) Questão 13 - (UNIRIO RJ) Três corpos idênticos de massa M deslocam-se entre dois níveis como mostra a figura: A - caindo livremente; B - deslizando a 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) WC > WB > WA cv, s m ,kg,J,N 2 2 2s m.kg 2 2 s m 2s m.kg 2 2 s m.kg 2 2 s m.kg 3 2 s m.kg 2 2 s m.kg s m.kg 2 3 s m.kg s m.kg 2 2 s m.kg 15 NxF = 10 NyF = 2 md = 30 J 50 J 20 J 10 J 15 J C A B 4 b) WC > WB = WA c) WC = WB > WA d) WC = WB = WA e) WC < WB > WA Questão 14 - (UFMG) As figuras mostram uma pessoa erguendo um bloco até uma altura h em três situações distintas. Na situação I , o bloco é erguido verticalmente; na II , é arrastado sobre um plano inclinado; e, na III , é elevado utilizando-se uma roldana fixa. Considere que o bloco se move com velocidade constante e que são desprezíveis a massa da corda e qualquer tipo de atrito. Comparando-se as três situações descritas, é correto afirmar que o trabalho realizado pela pessoa é a) maior em II . b) o mesmo em I , II e III . c) maior em I . d) menor em II . Questão 15 - (UNIMONTES MG) Um pequeno carrinho movimenta-se, sem atrito, numa montanha russa (veja a figura). Sua energia potencial, que é máxima no ponto A, é medida a partir do nível do solo. O trecho CD é retilíneo. Considere as seguintes afirmativas a respeito da situação descrita: I. O trabalho realizado pela força gravitacional sobre o carrinho é positivo no trajeto de A para B. II. O trabalho realizado pela força gravitacional sobre o carrinho é positivo no trajeto de B para C. III. O trabalho realizado pela força gravitacional sobre o carrinho é nulo no trajeto de C para D. Estão CORRETAS as afirmativas: a) I, II e III. b) I e II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. Questão 16 - (PUC MG) Considere um corpo sendo arrastado, com velocidade constante, sobre uma superfície horizontal onde o atrito não é desprezível. Considere as afirmações I, II e III a respeito da situação descrita. I. O trabalho da força de atrito é nulo. II. O trabalhoda força peso é nulo. III. A força que arrasta o corpo é nula. A afirmação está INCORRETA em: a) I apenas. b) I e III, apenas. c) II apenas. d) I, II e III. Questão 17 - (UFG GO) Faz-se um objeto de massa M elevar-se de uma mesma altura H utilizando um dos três mecanismos mostrados na figura. As forças são ajustadas para vencer a gravidade sem transferir energia cinética ao corpo. O atrito e a inércia das polias são desprezíveis. Em relação a essa situação, é correto afirmar: a) O mecanismo I é mais vantajoso porque e o trabalho que ela realiza são os menores. b) O mecanismo II é mais vantajoso porque realiza o menor trabalho. c) O mecanismo III é mais vantajoso porque é a menor força. d) O trabalho de é menor do que o trabalho de . e) O trabalho de é igual ao trabalho de . Questão 18 - (UFPB) Um bloco de 1 kg colide com uma mola de constante elástica 2 N/m, como mostra a figura. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o solo é 0,1. Observando-se que a compressão máxima da mola foi 1 m, então conclui-se que a velocidade do bloco no instante da colisão era: a) 0,5 m/s b) 1,0 m/s c) 1,5 m/s d) 2,0 m/s e) 2,5 m/s Questão 19 - (UPE) Na figura abaixo, um carro de montanha-russa de massa atinge o topo da primeira elevação no ponto A com uma velocidade , a uma altura . O atrito e as forças resistivas são desprezíveis. 1F 2F 3F 3F 2F 1F 3F kg 500m = m/s 20vA = m 35h = 5 Nessa situação, é CORRETO afirmar que a) o trabalho realizado pela força gravitacional sobre o carro, quando ele se desloca do ponto A até o ponto B, é 15.000 J. b) o trabalho realizado pela força gravitacional sobre o carro, quando ele se desloca do ponto B até o ponto C, é 87.500 J. c) o trabalho realizado pela força gravitacional sobre o carro, quando ele se desloca do ponto A até o ponto D, é nulo. d) no ponto D, a energia cinética do carrinho é nula. e) no ponto D, a energia potencial do carrinho é máxima. Questão 20 - (UFMG) Antônio precisa elevar um bloco até uma altura h. Para isso, ele dispõe de uma roldana e de uma corda e imagina duas maneiras para realizar a tarefa, como mostrado nestas figuras: Despreze a massa da corda e a da roldana e considere que o bloco se move com velocidade constante. Sejam FI o módulo da força necessária para elevar o bloco e TI o trabalho realizado por essa força na situação mostrada na Figura I. Na situação mostrada na Figura II, essas grandezas são, respectivamente, FII e TII. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a) 2FI = FII e TI = TII. b) FI = 2FII e TI = TII. c) 2FI = FII e 2TI = TII. d) FI = 2FII e TI = 2TII. Questão 21 - (UFV MG) Um bloco de massa M é abandonado a partir do repouso de uma altura H e desliza em uma rampa, conforme mostrado na figura abaixo. Ao final da rampa, quando tem uma velocidade de módulo v, o bloco colide com uma mola de massa desprezível presa a uma parede. Desprezando-se todos os atritos e sendo g o módulo da aceleração gravitacional, o trabalho realizado pela mola sobre o bloco desde o instante em que este começa a comprimi-la até sua compressão máxima é: a) + MgH b) – MgH c) + Mv2/2 d) + MgH – Mv2/2 e) – MgH + Mv2/2 Questão 22 - (UNIFESP SP) Na figura estão representadas duas situações físicas cujo objetivo é ilustrar o conceito de trabalho de forças conservativas e dissipativas. Em I, o bloco é arrastado pela força sobre o plano horizontal; por causa do atrito, quando a força cessa o bloco pára. Em II, o bloco, preso à mola e em repouso no ponto O, é puxado pela força sobre o plano horizontal, sem que sobre ele atue nenhuma força de resistência; depois de um pequeno deslocamento, a força cessa e o bloco volta, puxado pela mola, e passa a oscilar em torno do ponto O. Essas figuras ilustram: a) I: exemplo de trabalho de força dissipativa (força de atrito), para o qual a energia mecânica não se conserva; II: exemplo de trabalho de força conservativa (força elástica), para o qual a energia mecânica se conserva. b) I: exemplo de trabalho de força dissipativa (força de atrito), para o qual a energia mecânica se conserva; II: exemplo de trabalho de força conservativa (força elástica), para o qual a energia mecânica não se conserva. c) I: exemplo de trabalho de força conservativa (força de atrito), para o qual a energia mecânica não se conserva; II: exemplo de trabalho de força dissipativa (força elástica), para o qual a energia mecânica se conserva. d) I: exemplo de trabalho de força conservativa (força de atrito), para o qual a energia mecânica se conserva; II: exemplo de trabalho de força dissipativa (força elástica), para o qual a energia mecânica não se conserva. e) I: exemplo de trabalho de força dissipativa (força de atrito); II: exemplo de trabalho de força conservativa (força elástica), mas em ambos a energia mecânica se conserva. Questão 23 - (UFAC) Considere as figuras (a), (b) e (c) e analise as afirmações seguintes: CARRON, W. e GUIMARÃES, O. As faces da Física. São Paulo: Moderna, 2006, p. 158-159. F 6 (I) Na figura (a), quanto mais tempo o atleta demorar a levantar a barra de pesos, maior será o trabalho realizado pelas forças aplicadas a esse objeto. (II) Na figura (c), quanto mais a pessoa andar, mais ela se cansará. Portanto, a força vertical , que ela aplica sobre a mala para carregá-la, realizará mais trabalho. (III) Na figura (b), se a barra foi levantada pelo esportista com velocidade constante, o trabalho realizado pelas forças aplicadas à barra será igual a mgh, onde m é a massa da barra, g a aceleração da gravidade e h a altura levantada. (IV) Considerando a posição do atleta mostrada na figura (b), e que a partir daí ele comece a se deslocar para frente e para atrás, tentando sustentar a barra de pesos por alguns segundos, sempre na mesma altura mostrada, pode-se afirmar que, durante essa movimentação, as forças com as quais ele sustenta a barra de pesos não realizarão trabalho, independente do cansaço do atleta. Sendo assim, pode-se afirmar que: a) (III) e (IV) estão corretas. b) (I) e (IV) estão incorretas. c) (II) está correta e (IV) está incorreta. d) (II), (III) e (IV) estão corretas. e) (I) (II) e (III) estão corretas. Questão 24 - (UPE) Considere um bloco de massa m ligado a uma mola de constante elástica k = 20 N/m, como mostrado na figura a seguir. O bloco encontra-se parado na posição x = 4,0 m. A posição de equilíbrio da mola é x = 0. O gráfico a seguir indica como o módulo da força elástica da mola varia com a posição x do bloco. O trabalho realizado pela força elástica para levar o bloco da posição x = 4,0 m até a posição x = 2,0 m, em joules, vale a) 120 b) 80 c) 40 d) 160 e) –80 Questão 25 - (ASCES PE) Um bloco de peso 20 N é solto do repouso na situação mostrada na figura 1, em que a mola ideal de constante elástica 200 N/m está relaxada. A figura 2 ilustra o bloco após descer uma distância vertical de 20 cm. Sejame os módulos dos trabalhos realizados pelas forças peso do bloco e elástica da mola entre os instantes mostrados nas figuras 1 e 2. Nesse caso, pode-se afirmar que a razão / é igual a: a) 0,2b) 1 c) 2 d) 4 e) 20 Questão 26 - (UECE) Um sistema massa-mola oscila sem atrito. A figura a seguir ilustra alguns instantâneos desse movimento durante um tempo inferior a um período de oscilação. As duas linhas tracejadas indicam os extremos do deslocamento das massas. As setas indicam a direção e o sentido do vetor velocidade da massa. Nos instantâneos 1 e 4, a mola está parcialmente comprimida; em 2 e 3, a mola está parcialmente distendida. O trabalho realizado pela força elástica em um intervalo de tempo muito pequeno e em torno de cada um dos instantâneos é 1, 2, 3 e 4. Assim, é correto afirmar que a) 1>0, 2<0, 3>0 e 4<0. b) 1<0, 2>0, 3<0 e 4>0. c) 1<0, 2<0, 3<0 e 4<0. d) 1>0, 2>0, 3>0 e 4>0. Questão 27 - (Fac. Direito de Sorocaba SP) A figura é uma balança pediátrica portátil, utilizada para medir a massa de crianças até 25 kg. Sua mola pode se deformar até 20 cm sem se romper. F el W e Wp pW elW 7 (http://www.solostocks.com.br/) Como a força elástica é variável, seu trabalho é calculado pela área do gráfico a seguir: (www.sofisica.com.br) Baseado nas informações, e considerando-se a aceleração da gravidade igual a 10 m s–2, é correto afirmar que a constante elástica da mola, em N/m, é igual a a) 125. b) 650. c) 1 250. d) 1 500. e) 6 500. Questão 28 - (UCB DF) O gráfico apresentado mostra a aceleração de um móvel de 1.200 kg sob a ação da força . Essa força é responsável por deslocar a partícula ao longo do eixo horizontal, a partir do repouso, até . Qual é o trabalho realizado pela força sobre o móvel, da origem até o móvel atingir o ponto ? a) 5 kJ b) 20 kJ c) 24 kJ d) 36 kJ e) 60 kJ Questão 29 - (UEMG) Uma pessoa arrasta uma caixa sobre uma superfície sem atrito de duas maneiras distintas, conforme mostram as figuras (a) e (b). Nas duas situações, o módulo da força exercida pela pessoa é igual e se mantém constante ao longo de um mesmo deslocamento. Considerando a força , é correto afirmar que a) o trabalho realizado em (a) é igual ao trabalho realizado em (b). b) o trabalho realizado em (a) é maior do que o trabalho realizado em (b). c) o trabalho realizado em (a) é menor do que o trabalho realizado em (b). d) não se pode comparar os trabalhos, porque não se conhece o valor da força. Questão 30 - (FATEC SP) Durante o estágio realizado por uma aluna do curso de Mecânica de Precisão da FATEC, ela faz uma análise de um material por meio de um sistema mecânico que tensiona a peça de maneira longitudinal. Esse sistema está interligado a um dispositivo eletrônico que registra a tensão aplicada e a deformação sofrida por essa peça. Para saber o módulo de resiliência (energia acumulada durante essa deformação) dessa peça, ela esboça um gráfico com as duas grandezas. F m10x = F m10x = F 8 De acordo com a leitura dos dados apresentados pelo gráfico podemos afirmar que o trabalho realizado pela força tensora até atingir a deformação máxima de 10 mm é, em joules, de a) 5,0 10–1 b) 2,5 100 c) 5,0 101 d) 2,5 102 e) 5,0 103 GABARITO: 1) Gab: C 2) Gab: a) vf = 4 m/s; 3) Gab: C 4) Gab: D 5) Gab: A 6) Gab: E 7) Gab: A 8) Gab: A 9) Gab: C 10) Gab: C 11) Gab: C 12) Gab: A 13) Gab: D 14) Gab: B 15) Gab: C 16) Gab: B 17) Gab: E 18) Gab: D 19) Gab: B 20) Gab: B 21) Gab: B 22) Gab: A 23) Gab: A 24) Gab: A 25) Gab: B 26) Gab: A 27) Gab: C 28) Gab: C 29) Gab: C 30) Gab: B v(m/s) 4 3 2 1 1 2 3 4 t(s) b.
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