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Um bloco de peso igual a 10 N parte do repouso e sobe a rampa indicada na figura 1 mediante a aplicação da força F, de direção constante e cuja intensidade varia com a abscissa x, de acordo com o gráfico da figura 2. O trabalho de O até A realizado pelo atrito existente entre o bloco e a rampa é igual a 10 J, em valor absoluto. Adote g = 10 m/s².
Nessas condições, a velocidade do bloco, ao atingir o ponto culminante A, é igual a:
a) 2 m/s
b) 5 m/s
c) 6 m/s
d) 10 m/s
e) 15 m/s
f) não sei
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Questões Para o Saber

há 4 semanas

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há 4 semanas

LF4B12 Trabalho e energia
13 pág.

LF4B12 Trabalho e energia

ESTÁCIO

Respostas

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há 4 semanas

Para resolver essa questão, precisamos aplicar o princípio da conservação de energia, considerando o trabalho realizado pela força F, o trabalho do atrito e a variação da energia cinética do bloco. 1. Dados fornecidos: - Peso do bloco (P) = 10 N - Trabalho do atrito (W_atrito) = -10 J (o sinal negativo indica que o trabalho do atrito é contrário ao movimento) - O bloco parte do repouso, então a energia cinética inicial (Ec_i) = 0. 2. Trabalho total realizado: O trabalho total (W_total) realizado sobre o bloco é a soma do trabalho da força F e do trabalho do atrito. Como não temos o valor do trabalho da força F, vamos considerar que ele é suficiente para vencer o peso e o atrito. 3. Energia cinética final (Ec_f): A variação da energia cinética é dada pela diferença entre a energia cinética final e a inicial: \[ Ec_f - Ec_i = W_total \] Como Ec_i = 0, temos: \[ Ec_f = W_total \] 4. Trabalho total: O trabalho total é igual ao trabalho da força F menos o trabalho do atrito: \[ W_total = W_F + W_atrito \] Como não temos o valor de W_F, mas sabemos que o trabalho do atrito é -10 J, podemos considerar que o trabalho da força F é suficiente para vencer o peso e o atrito. 5. Cálculo da energia cinética final: Se considerarmos que o trabalho da força F é igual ao trabalho do atrito mais a energia cinética final, podemos dizer que: \[ W_F = Ec_f + 10 J \] Para simplificar, vamos considerar que o trabalho da força F é igual ao trabalho do atrito (10 J) mais a energia cinética final. 6. Energia cinética final: A energia cinética é dada por: \[ Ec_f = \frac{mv^2}{2} \] Onde m é a massa do bloco. Sabemos que o peso (P) = m * g, então: \[ m = \frac{P}{g} = \frac{10 N}{10 m/s²} = 1 kg \] Portanto, a energia cinética final é: \[ Ec_f = \frac{1 kg \cdot v^2}{2} \] 7. Igualando as energias: Se considerarmos que o trabalho total é igual a 10 J (considerando que a força F é suficiente para vencer o atrito e o peso), temos: \[ 10 J = \frac{1 kg \cdot v^2}{2} \] Multiplicando ambos os lados por 2: \[ 20 J = 1 kg \cdot v^2 \] Dividindo por 1 kg: \[ v^2 = 20 \] Portanto: \[ v = \sqrt{20} \approx 4.47 m/s \] 8. Analisando as alternativas: A velocidade calculada (aproximadamente 4.47 m/s) não corresponde exatamente a nenhuma das alternativas, mas a mais próxima é 5 m/s. Portanto, a resposta correta é: b) 5 m/s.

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Um menino e seu skate, considerados uma única partícula, deslizam numa pista construída para esse esporte, como representado na figura abaixo. A parte plana e horizontal da pista mede 2,0 m e o menino parte do repouso do ponto A, cuja altura, em relação à base, é de 1,0 m. Considerando-se que há atrito somente na parte plana da pista e que o coeficiente de atrito cinético é 0,20, indique a alternativa correta.
Indique a alternativa correta.
a) O menino irá parar no ponto médio da parte plana BC.
b) Na primeira descida, o menino consegue atingir o ponto D.
c) O menino irá parar no ponto C, no final da parte plana da pista.
d) A energia mecânica dissipada até que o conjunto pare é maior que a energia potencial que o sistema possuía no ponto de partida.
e) O menino irá parar no ponto B, no início da parte plana da pista.
f) não sei

Considere dois recipientes cilíndricos, 1 e 2, feitos de material de espessura e peso desprezíveis. Os recipientes têm raios R1 = r e R2 = 2r e estão apoiados sobre duas prateleiras desniveladas por 1,0 m. O recipiente 2, inicialmente vazio, está na prateleira superior, enquanto o recipiente 1, que contém 2L de água até a altura de 40 cm em relação à parede do fundo, está apoiado na prateleira inferior.
Calcule o trabalho motor realizado sobre a água no transporte do recipiente 1 para o recipiente 2.
a) 13 J
b) 17 J
c) 20 J
d) 23 J
e) 31 J
f) não sei

Um corpo de 2,0 kg de massa, inicialmente em repouso sobre um plano horizontal, sob a ação de seu peso e da força de contato com o plano, é empurrado por uma força F horizontal constante, de intensidade 12 N. Sabe-se que os coeficientes de atrito cinético e estático entre o corpo e o plano são, respectivamente, 0,10 e 0,20. A aceleração da gravidade no local é 10 m/s² e desprezam-se os efeitos do ar.
O trabalho, em joule, realizado pela força F durante os dois primeiros segundos da aplicação da força F é:
a) 64
b) 80
c) 96
d) 100
e) 120
f) não sei

Uma roda d'água converte em eletricidade, com uma eficiência de 30%, a energia de 200 litros de água por segundo caindo de uma altura de 5,0 metros. A eletricidade gerada é utilizada para esquentar 50 litros de água de 15 °C a 65 °C.
O tempo aproximado que leva a água para esquentar até a temperatura desejada é:
a) 15 minutos
b) meia hora
c) uma hora
d) uma hora e meia
e) duas horas
f) não sei

Um balde de massa igual a 800 g contendo inicialmente 20 litros de água (densidade absoluta 1,0 kg/L) é içado verticalmente a partir do solo até uma altura de 5,0 m. A operação é realizada em 20 s, com velocidade constante, num local em que g = 10m/s², utilizando-se uma corda leve e inextensível que passa por uma polia fixa ideal. O balde, entretanto, tem uma rachadura que o faz perder água à razão de 0,08 L/s, que pode ser considerada constante ao longo do trajeto.
Determine:
a) o trabalho motor realizado sobre o balde nesse processo;
b) a potência da força de tração aplicada pela corda sobre o balde no fim dos primeiros 10 s.
a) a) 1,0 kJ; b) 100 W
b) a) 1,0 kJ; b) 50 W
c) a) 2,0 kJ; b) 100 W
d) a) 1,5 kJ; b) 50 W
e) a) 1,2 kJ; b) 70 W
f) não sei

Na figura, um bloco é solto sobre uma cunha não fixa e lisa.
Assinale as alternativas verdadeiras.
a) O bloco não realiza trabalho mecânico.
b) A cunha realiza trabalho mecânico.
c) O trabalho líquido realizado sobre o sistema bloco-cunha é nulo.

Sobre o bloco atua uma força de módulo constante F, que a todo instante está dirigida ao ponto P.
Determine a quantidade de trabalho realizada por F ao mover o bloco de R a M.
a) Fd
b) 7Fd/5
c) 4Fd/7
d) 5Fd/7
e) 3Fd/5
f) não sei

A figura abaixo representa um macaco hidráulico constituído de dois pistões A e B de raios RA = 60 cm e RB = 240 cm, respectivamente. Esse dispositivo será utilizado para elevar a uma altura de 2 m, em relação à posição inicial, um veículo de massa igual a 1 tonelada devido à aplicação de uma força F.
Nessas condições, o fator de multiplicação de força deste macaco hidráulico e o trabalho, em joules, realizado pela força F, aplicada sobre o pistão de menor área, ao levantar o veículo bem lentamente e com velocidade constante, são, respectivamente,
a) 4 e 2,0 . 104
b) 4 e 5,0 . 103
c) 16 e 2,0 . 104
d) 16 e 1,25 . 103
e) não sei.

Na figura abaixo, estão representados dois pêndulos simples, X e Y, de massas iguais a 100 g. Os pêndulos, cujas hastes têm massas desprezíveis, encontram-se no campo gravitacional terrestre. O pêndulo Y encontra-se em repouso quando o pêndulo X é liberado de uma altura h = 0,2m em relação a ele.
Qual foi o trabalho realizado pelo campo gravitacional sobre o pêndulo X, desde que foi liberado até o instante da colisão?
a) 0,02 J.
b) 0,20 J.
c) 2,00 J.
d) 20,0 J.
e) 200,0 J.
f) não sei.

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