LISTA modulo 7 energia e trabalho

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1. Em 1896, em Waco, Texas, William Crush posicionou duas locomotivas em extremidades opostas de uma 
linha férrea com 6,4 km de extensão, acendeu as caldeiras, amarrou os aceleradores para que 
permanecessem acionados e fez com que as locomotivas sofressem uma colisão frontal, em alta 
velocidade, diante de 30.000 espectadores (Fig. 7-1). Centenas de pessoas foram feridas pelos destroços; 
várias morreram. Supondo que cada locomotiva pesava 1,2 H 106 N e tinha uma aceleração constante 
de 0,26 m/s2, qual era a energia cinética das duas locomotivas imediatamente antes da colisão? 
2. A Fig. 7-4a mostra dois espiões industriais arrastando um cofre de 225 kg a partir do repouso e assim 
produzindo um deslocamento , de módulo 8,50 m, em direção a um caminhão. O empurrão F1 do espião 
001 tem um módulo de 12,0 N e faz um ângulo de 30,0° para baixo com a horizontal; o puxão F2 do 
espião 002 tem um módulo de 10,0 N e faz um ângulo de 40,0° para cima com a horizontal. Os módulos 
e orientações das forças não variam quando o cofre se desloca, e o atrito entre o cofre e o atrito com o 
piso é desprezível. (a) Qual é o trabalho total realizado pelas forças F1 eF2 sobre o cofre durante o 
deslocamento d,? 
 
3. Durante uma tempestade, um caixote desliza pelo piso escorregadio de um estacionamento, sofrendo 
um deslocamento = (–3,0 m) enquanto é empurrado pelo vento com uma força F= (2,0 N)i + (–6,0 N)j. 
Qual é o trabalho realizado pelo vento sobre o caixote?. (b) Se o caixote tem uma energia cinética de 10 
J no início do deslocamento , qual é a energia ao final do deslocamento? 
4. Cada turbina de um avião desenvolve uma propulsão (força adiante) de 259 kN. Quando o avião está 
voando a 204 m/s constantes, qual a potência, em hp, transmitida por cada turbina ao avião? Dado: 1 hp 
= 746 W 
5. Uma força que atua sobre um objeto de 5,3 kg movendo-se no plano xy é dada por , onde x e y estão 
em metros e a força em newtons. O objeto se move da origem O com coordenadas (0,0) para uma 
posição final C (a=2,0;b=2,0) por diferentes caminhos, como mostrado na Figura abaixo. Determine 
em joules, o trabalho realizado pela força F ao longo do percurso OAC. 
 
6. Uma atleta de 64 kg sobe, pelas escadas de um edifício, a uma altura de 171 m (aproximadamente 57 
andares) em 9 minutos. Qual é a potência média, em watts, produzida por ela neste treino? 
dado: g=9.8m/s2É necessário realizar um trabalho de 11 J para esticar 3 cm uma mola a partir de seu 
comprimento sem deformação. Calcule o trabalho, em Joule, necessário para esticar em 3,9 cm essa 
mola a partir de seu comprimento sem deformação. 
7. Uma pessoa quer acender um fósforo e o posiciona a 60° do plano da lixa. Com uma aceleração de 
8,2m/s2 , na direção desse plano, ele desloca um fósforo de 1,1g por 8,9cm até que este acenda. 
DETERMINE, em joules, o trabalho realizado para acender esse fósforo? 
8. O gráfico mostra a velocidade de um caminhão de pequeno porte, com 4000 kg de massa em uma 
estrada plana. O caminhão está diminuindo a velocidade devido à resistência do ar e do atrito entre os 
pneus do caminhão e o asfalto. Estimar o trabalho realizado por segundo pela força retardadora em t = 
5 s. 
 
9. Em um bate estaca, um martelo de aço de 12,9 Kg é elevado a uma altura de 6,4 m acima do topo de 
uma viga I vertical que deve ser cravada no solo. A seguir, o martelo é solto, enterrando mais 0,30 m a 
viga I. Os trilhos verticais que guiam a cabeça do martelo exercem sobre ele uma força de atrito constante 
igual a 3,4 N. Usando a velocidade com que o martelo atinge a estaca, utilize o teorema do trabalho 
energia cinética para determinar a força média, em newtons, exercida pela cabeça do martelo sobre a 
mesma viga. Despreze os efeitos do ar 
10. Uma pessoa pesando 550 N sobe numa balança caseira que contém uma mola rígida. Após o equilíbrio, 
a mola fica comprimida em 0,8 cm, sob o peso da pessoa. Qual foi o trabalho realizado, em joules, sobre 
a mola durante a compressão? 
11. Uma menina aplica uma força F paralela ao eixo x sobre um trenó de 12,9 kg que se desloca sobre a 
superfície congelada de um pequeno lago. À medida que ela controla a velocidade do trenó, o 
componente x da força que ela aplica varia com a coordenada x do modo indicado na figura. Suponha 
que o trenó esteja inicialmente em repouso em X=0 e que X1 e X2 sejam respectivamente 3 m e 7 m. 
Ache a velocidade (em Metros por Segundo) do trenó em xf=12m. Despreze o atrito entre o trenó e a 
superfície do lago. 
 
12. Uma dupla de atletas de bicicleta tandem (bicicleta com dois assentos) deve superar uma força de 150 
N para manter uma velocidade de 15 m/s. Calcule a potência em watts necessária para cada competidor, 
supondo que cada um deles pedale com a mesma potência. 
13. Como parte de seu treino diário, você deita de costas e empurra com seus pés uma plataforma ligada a 
duas molas duras dispostas de modo que fiquem paralelas uma à outra. Quando você empurra a 
plataforma, as molas são comprimidas. Você realiza 86,4 J de trabalho para comprimir as molas 0,242 m 
a partir de seu comprimento sem deformação. Qual é o módulo da força, em Newtons, que você deve 
aplicar para manter a plataforma nessa posição? 
14. Uma empilhadeira elétrica transporta do chão até uma prateleira, a uma altura h = 5,6m do chão, um 
pacote de 149,5kg. O gráfico ilustra a altura do pacote em função do tempo. Calcule a potência, em W, 
aplicada ao corpo pela empilhadeira 
 
15. É necessário realizar um trabalho de 15 J para esticar 2 cm uma mola a partir de seu comprimento sem 
deformação. Calcule o trabalho, em Joule, necessário para esticar em 4,1 cm essa mola a partir de seu 
comprimento sem deformação. 
16. Um brinquedo num parque de diversões consiste de um corpo de massa 4,0 kg que pode se mover em 
linha reta sobre um trilho, com atrito cinético determinado pelo coeficiente μc = 0,41, e está preso a uma 
mola de constante elástica k = 222 N/m, que fica inicialmente relaxada. O jogador deve, com uma única 
pancada no corpo, fazê-lo chegar o mais longe possível no trilho, antes de ser puxado de volta pela mola. 
Se a velocidade inicial, imediatamente após a pancada, for de 26 m/s, qual a distância máxima, em 
centímetros, atingida pelo corpo? Use g=9.8m/s2. 
17. Cada turbina de um avião desenvolve uma propulsão (força adiante) de 259 kN. Quando o avião está 
voando a 204 m/s constantes, qual a potência, em hp, transmitida por cada turbina ao avião? Dado: 1 hp 
= 746 W. 
18. O coração humano é uma bomba potente e extremamente confiável. A cada dia, ele recebe e descarrega 
cerca de 7.500 L de sangue. Suponha que o trabalho realizado pelo coração seja igual ao trabalho 
necessário para elevar essa quantidade de sangue até uma altura igual à altura média de uma pessoa 
(1,69 m). A densidade (massa por unidade de volume) do sangue é igual a 1,04*103kg/m3 . Qual é a 
potência de saída em watts? 
19. Um próton com massa igual a1,76*10-27kg é impulsionado com uma velocidade inicial de 3*105m/s 
diretamente contra um núcleo de urânio situado a uma distância de 4 m. O próton é repelido pelo núcleo 
de urânio com uma força de módulo F=α/x2, onde x é a distância entre as duas partículas e α =2,06*10-
26N.m2. Suponha que o núcleo de urânio permaneça em repouso. Qual é a velocidade do próton, em 
km/s quando ele está a uma distância de 9*10-10 m do núcleo de urânio? 
20. Dois rebocadores puxam um navio petroleiro. Cada rebocador exerce uma força constante de 1,0 x10⁶ 
N, uma a 14,5° na direção noroeste (norte do oeste) e outra a 14,5° na direção nordeste (norte do leste), 
e o petroleiro é puxado até uma distância de 0,90 km do sul para o norte. Qual é o trabalho total, em MJ, 
realizado sobre o petroleiro? A resposta correta é: 450,68.