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Física - Prof. Douglas Exercícios sobre Trabalho 1. Um motorista empurra um carro sem combustível até um posto mais próximo. Na primeira metade do trajeto, o motorista empurra o carro por trás (situação I) e na segunda metade do trajeto ele o empurra pelo lado (situação II). Nas figuras, está também representada a força F que o motorista faz sobre o carro, em cada caso. Sabendo que a intensidade desta força é constante e a mesma nas duas situações, é CORRETO afirmar que: a)o trabalho realizado pelo motorista é maior na situação II. b)o trabalho realizado pelo motorista é o mesmo nas duas situações. c)a energia transferida para o carro pelo motorista é maior na situação I. d)a energia transferida para o carro pelo motorista é menor na situação I. e)o trabalho realizado pelo motorista na situação I é menor do que a energia por ele transferida para o carro na situação II. 2. Um homem caminhando na neve puxa um trenó,inicialmente em repouso, por meio de uma corda que faz um ângulo de 60° com a horizontal. Sabendo-se que ele aplica na corda uma força de 70N e o carrinho se desloca 10m na horizontal e tem massa de 20 kg, a força de atrito entre o carrinho e superfície horizontal vale 10 N. Dados: 2 1 60º cos ; 2 3 60º sen == Analise as afirmações a seguir: I. O trabalho realizado pela força que homem aplicou na corda foi de 700J. II. O trabalho da força de atrito foi em módulo igual a 100J. III. O trabalho resultante neste deslocamento foi de 250J. IV. A velocidade do corpo no final do deslocamento de 10m é de 5m/s. É(São) correta(s) as afirmações: A) III, apenas. B) I, apenas. C) I e II, apenas. D) I, II, III e IV. E) II, III e IV. 3. Na figura, o homem puxa a corda com uma força constante, horizontal e de intensidade 100 N, fazendo com que o bloco sofra, com velocidade constante, um deslocamento de 10 m ao longo do plano horizontal. Desprezando a resistência do ar e considerando o fio e a polia ideal, determine: a) o trabalho realizado pelo homem; b) o trabalho da força de atrito que o bloco recebe do plano horizontal de apoio. 4. Suponha que o coração, em regime de baixa atividade física, consiga bombear 200 g de sangue, fazendo com que essa massa de sangue adquira uma velocidade de 0,3 m/s e que, com o aumento da atividade física, a mesma quantidade de sangue atinja uma velocidade de 0,6 m/s. O trabalho realizado pelo coração, decorrente desse aumento de atividade física, em joules, corresponde ao produto de 2,5 por: a) 10-2 b) 10-1 c) 101 d) 102 5. Uma pessoa em repouso sobre um piso horizontal observa um cubo, de massa 0,20 kg, que desliza sobre o piso, em movimento retilíneo. Inicialmente, o cubo desliza sem atrito, com velocidade constante de 2 m/s. Em seguida, o cubo encontra pela frente, e atravessa em linha reta, um trecho do piso, de 0,3 m, onde existe atrito. Logo após a travessia deste trecho, a velocidade de deslizamento do cubo é de 1 m/s. Para aquele observador, qual foi o trabalho realizado pela força de atrito sobre o cubo? a) - 0,1 J. b) - 0,2 J. c) - 0,3 J. d) - 0,4 J. e) - 0,5 J. 6. (OBF 08) Qual o trabalho realizado por uma pessoa de massa 60 kg para carregar seu próprio peso por uma escada como a indicada abaixo? Dado g = 10 m/s². 7. Um corpo de massa 2 kg parte do repouso de uma altura 5m nas três situações como mostram as figuras a seguir. Determine a velocidade atingida pelo corpo no ponto B nas três situações. Dado g = 10 m/s². Despreze atritos e resistência do ar. 8. (UFAC 10) João e André empurram caixas idênticas e de mesma massa, com velocidade constante, do chão até a carroceria de um caminhão. As forças aplicadas pelos dois são paralelas às rampas. Desconsidere possíveis atritos, analise as firmações abaixo e assinale a opção correta: a) João faz a mesma força que André, para empurrar a caixa até o caminhão. b) O trabalho realizado por João é maior que o trabalho realizado por André. c) O trabalho realizado por João é menor que o trabalho realizado por André. d) O trabalho realizado por João é igual ao trabalho realizado por André. e) João faz uma força de maior intensidade que a e André, para empurrar a caixa até o caminhão. 9 A figura mostra três possíveis maneiras de se erguer um corpo de peso P a urna altura h: Em (I), ele é erguido diretamente; em (II), é arrastado sobre um piano inclinado de 30º, com atrito desprezível e, em (III), através de um arranjo de duas roldanas, uma fixa e outra móvel. Admitindo que o corpo suba com velocidade constante, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). (01) O módulo da força exercida pela pessoa, na situação (III), é a metade do módulo da força exercida na situação (I). (02) O módulo da força exercida pela pessoa, na situação (II), é igual ao da força exercida na situação (III). (04) Os trabalhos realizados pela pessoa, nas três situações, são iguais. (08) Na situação (III), o trabalho realizado pela pessoa é a metade do trabalho realizado pela pessoa na situação (I). 10. (UEM 09) Três corpos, A, B e C, estão a uma mesma altura em relação ao solo. O corpo A cai em queda livre, enquanto o corpo B é solto e desliza sobre uma rampa inclinada sem atrito, e o corpo C é lançado horizontalmente onde é desprezível a resistência do ar. conforme ilustra a figura abaixo. Com base nessas informações, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). (01) Os tempos de queda dos corpos A, B e C independem de suas respectivas massas. (02) Se os corpos A, B e C forem soltos juntos, o corpo B demora mais para chegar ao solo. (04) Se as massas forem iguais, os corpos A, B e C sofrerão a mesma variação na sua energia cinética ao chegarem ao solo. (08) Se as massas forem iguais, os corpos A, B e C terão a mesma aceleração, imediatamente antes de atingirem o solo. (16) Se as massas forem iguais, os trabalhos realizados pela força gravitacional sobre os corpos A, B e C serão iguais 11. O gráfico abaixo representa a variação de intensidade das duas únicas forças que agem num corpo de massa 12 kg, que se desloca sobre um eixo Ox. As forças referidas têm a mesma direção do eixo. Calcule: a) o trabalho da força F1, enquanto o corpo é arrastado nos primeiros 15 m; b) o trabalho da força F2, enquanto o corpo é arrastado nos primeiros 15 m; c) o trabalho da força resultante, para arrastar o corpo nos primeiros 15 m. d)a velocidade do corpo no final do deslocamento de 15m. 12. Um bloco de 5 kg move-se em linha reta sobre uma superfície horizontal, sem atrito, sob a influência de uma força que varia conforme a posição, como mostrado na figura. Se a velocidade da partícula, ao passar pela origem, era 4,0 m/s, com que velocidade ela passará pelo ponto x = 8,0 m? a) s/m28 b) s/m27 c) s/m26 d) s/m25 e) s/m24 13. Um objeto de massa igual a 5,0 kg move-se em linha reta sobre uma superfície horizontal sem atrito, sofrendo a ação de uma força que varia em função da posição, conforme descrito no gráfico abaixo: Considerando que o objeto parte do repouso, a velocidade do objeto ao passar pela posição 8,0 m,é um valor mais próximo de: a)4 m/s. b) 10 m/s. c)7 m/s. d) 20 m/s. e) 25 m/s. 14. Um garoto de 40 kg de massa partiu do repouso no ponto A do tobogã da figura, atingindo o ponto B com velocidade de 10 m/s. Admitindo g = 10 m/s2 e desprezando a resistência do ar. O trabalho das forças de atrito que agiram no corpo do garoto de A até B, vale em joules? 15. (UTFPR 09) Um bloco de massa1 kg é lançado com velocidade v0 = 2,0 m/s para cima ao longo de um extenso plano inclinado a 45o. O bloco permanece em contato com o plano, de modo que o coeficiente de atrito entre ambos vale 0,6. Nestas condições, o bloco sobe até uma posição limite e desce, retornando à posição de lançamento com velocidade vF = 1,0 m/s. O trabalho realizado pela força de atrito durante o movimento considerado é, em joules, igual a: A) – 1,0. B) – 0,5. C) – 2,0. D) – 1,5. E) – 2,5. 16. (UFTM 09) O bloco sobre a superfície plana e horizontal encontra-se inicialmente em repouso em um trecho perfeitamente liso, devido a uma ação externa que impede seu movimento. Quando essa ação deixa de existir, o sistema passa a se movimentar. Dois segundos após o início do movimento, o bloco sobre o plano entra em uma região rugosa, surgindo, por conta disso, uma força de atrito que, atuando uniformemente sobre o corpo apoiado, dissipa toda a energia cinética do sistema. Sob essas condições, pode-se concluir que o módulo da energia dissipada durante o movimento sobre a superfície rugosa, em J, é Dado: aceleração da gravidade = 10 m/s2 (A) 960. (B) 1 080. (C) 1 460. (D) 1 600. (E) 1 820. 17. (UFC) Um bloco de massa m = 2,0 kg é liberado do repouso, no alto de um edifício de 130 metros de altura. Após cair 120 metros, o bloco atinge sua velocidade terminal, de 20 m/s, por causa da resistência do ar. Use g = 10 m/s2 para a aceleração da gravidade. a) Determine o trabalho realizado pela força devida à resistência do ar ao longo dos primeiros 120 metros de queda. b) Determine o trabalho total realizado sobre o bloco nos últimos 10 metros de queda. 18. Uma caixa de massa igual a 50 kg deve ser conduzida por uma força F, com velocidade constante, sobre uma rampa. A rampa possui 5,0 m de comprimento e vai do chão até a entrada de um armazém que fica a 3,0 m de altura, conforme ilustra a figura abaixo. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a rampa é de 0,30 e a aceleração da gravidade é igual a 10,0 m/s2, calcule: a) o módulo da força de atrito cinético entre a caixa e a rampa; b) o trabalho que deve ser realizado pela força F, paralela ao plano da rampa, que empurre a caixa da base até o topo; c) o trabalho realizado por uma força que suspenda a caixa e a conduza, verticalmente e com velocidade constante, do chão até a entrada do armazém.