trabalho e potência - s3-us-west-2.amazonaws.come... · Trabalho – Energia cinética – Potência 51 Livro de exercícios Dinâmica descida, o trabalho realizado pela força peso

Trabalho – Energia cinética – Potência

47 Dinâmica Livro de exercícios

Questão01)*Considere,nafiguraabaixo,arepresentaçãodeum automóvel, com velocidade de móduloconstante, fazendoumacurvacircularemumapistahorizontal.

Assinale a alternativa que preenchecorretamente as lacunas do enunciado abaixo,naordememqueaparecem.Aforçaresultantesobreoautomóvelé........e,portanto,otrabalhoporelarealizadoé.........a)nula–nulob)perpendicularaovetorvelocidade–nuloc)paralelaaovetorvelocidade–nulod)perpendicularaovetorvelocidade–positivoe)paralelaaovetorvelocidade–positivoQuestão02)*Uma pessoa arrasta uma caixa sobre umasuperfíciesematritodeduasmaneirasdistintas,conformemostramasfiguras(a)e(b).Nasduassituações, o módulo da força exercida pelapessoaéigualesemantémconstanteaolongodeummesmodeslocamento.

Considerandoaforça F!,écorretoafirmarque

a)otrabalhorealizadoem(a)éigualaotrabalhorealizadoem(b).b)otrabalhorealizadoem(a)émaiordoqueotrabalhorealizadoem(b).c)otrabalhorealizadoem(a)émenordoqueotrabalhorealizadoem(b).d) não se pode comparar os trabalhos, porquenãoseconheceovalordaforça.Questão03)**Umacaixacujopesoé2000Néarrastadasobreumpisoporumaforça F deintensidade1000N,quefazumângulode45ºcomahorizontal(vejaafigura).Ocoeficientedeatritocinéticoentreassuperfícies da caixa e do piso é µc = 0,2,originando uma força de atrito af . O trabalhorealizado pela força resultante R , em Joules,para deslocar a caixa por 10 m, é igual a,aproximadamente,Dados:Cos45º=sen45º»0,707

a)4484.b)6070.



c)5570.d)4980.Questão04)* Umcarroacelera,apartirdorepouso,atéumavelocidadede30km/h,gastando,paraisso,umaenergia E1. A seguir, acelera de 30 km/h atéalcançar 60 km/h, gastando, para tal, umaenergiaE2.Considerandoquetodasascondiçõesexternas (atrito, resistência do ar etc.) sãoidênticasnosdoistrechosdopercurso,compareasenergiasgastasnosdois trechose indiqueaalternativacorreta.a)E2=E1/2b)E2=E1c)E2=2E1d)E2=3E1e)E2=4E1Questão05)*Numacorridadecemmetrosrasos,umatletade80kgatingiua velocidadede10m/semcertoinstante. Sabendo que 1 kJ = 103 J, qual foi otrabalhorealizadopelaforçaresultanteatuandonoatletadesdealargadaatéesteinstante?Paraefeitodecálculo,considereoatletacomoumapartículamaterial.a)zerob)2,0kJc)4,0kJd)8,0kJe)10,0kJQuestão06)*Oteoremadaenergiacinéticadizque,otrabalhototal efetuado sobre uma partícula é igual avariaçãodaenergiacinéticadapartícula.Seumapartículademassam=2000,00gtemvelocidadeinicial de vi = 2,50m/s e depois passados umcerto tempo tem velocidade final de vf =5,00m/s.

O trabalho total t, em Joule, realizado sobre apartículaseráde:a)37,00erg.b)5,00J.c)37,70J.d)18,75J.e)0,00J.Questão07)*Otrabalhototalrealizadosobreumapartículademassa 8,0 kg foi de 256 J. Sabendo que avelocidade inicial da partícula era de 6,0 m/s,calculeavelocidadefinal.Questão08)*Uma bala de massa 50 gramas incide comvelocidade de 400 m/s numa prancha demadeira,atravessa-aesaicomvelocidadede200m/s, na mesma direção. O trabalho da forçaresistentedamadeirasobreabalatemmódulo,emjoules,a)4,0.103b)3,0.103c)2,0.103d)1,0.103e)8,0.102Questão09)**O recorde mundial dos 100,0 metros rasospertenceao jamaicanoUsainBolt, conquistadonoCampeonatoMundialdeAtletismoemBerlimem2009.Seutempofoide9,58segundos.



http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Usain_Bolt_smiling_Berlin_2009.JPG

Sabendo-sequesuamassa,quandoconquistouestamarca,erade94,0kge,considerandosuaaceleraçãoconstante,otrabalhorealizadopelosseusmúsculosparapercorreros100,0metrosfoiaproximadamentede:a)5,1kJb)10,2kJc)20,5kJd)40,8kJe)94,0kJ

Questão10)**

UmaforçaconstanteFhorizontaldeintensidade20Natuadurante8,0ssobreumcorpodemassa4,0kgqueestavaemrepousoapoiadoemumasuperfície horizontal perfeitamente sem atritonãoseconsideraoefeitodoarqualotrabalhorealizadopelaforça?Questão11)**Um projétil de massa 100m atingeperpendicularmente uma parede vertical comvelocidadeescalarde60m/s.Oprojétilpenetrana parede e desloca-se 20cm até parar.Determineaintensidadedaforçaqueaparedeexercenoprojétilequeseopõeaomovimento.Considereessaforçaconstantea)100b)400c)600d)700e)900Questão12)***um projétil de massa m = 5 g atingeperpendicularmente uma parede comvelocidade v = 400 m/s e penetra 10 cm nadireçãodomovimento. Se amesmabala fossedisparada agora com uma velocidade de 600

m/s, supondo a a mesma desaceleraçãoconstantedaprimeiravez,apenetraçãoseriadea)115cmb)225cmc)22,5crnd)250cme)45cmQuestão13)**Umacaixacujopesoé2000Néarrastadasobreumpisoporumaforça F deintensidade1000N,quefazumângulode45ºcomahorizontal(vejaafigura).Ocoeficientedeatritocinéticoentreassuperfícies da caixa e do piso é µc = 0,2,originando uma força de atrito af . O trabalhorealizado pela força resultante R , em Joules,para deslocar a caixa por 10 m, é igual a,aproximadamente,

Dados:Cos45º=sen45º»0,707

a)4484.b)6070.c)5570.d)4980.Questão14)**Umcarregadoremumdepósitoempurra,sobreosolohorizontal,umacaixademassa20kg,queinicialmenteestavaemrepouso.Paracolocaracaixa em movimento, é necessária uma forçahorizontaldeintensidade30N.Umaveziniciadoo deslizamento, são necessários 20 N paramanter a caixa movendo-se com velocidadeconstante.Considereg=10m/s2.a)Determineoscoeficientesdeatritoestáticoecinéticoentreacaixaeosolo.



b) Determine o trabalho realizado pelocarregadoraoarrastaracaixapor5m.c)Qualseriaotrabalhorealizadopelocarregadorseaforçahorizontalaplicadainicialmentefossede20N?Justifiquesuaresposta.Questão15)**Oblocodafigurapartedorepouso,empurradopor uma força F de intensidade constante queatuaportodoopercurso.Otrechoaé lisoeotrechobéáspero.Determinea intensidadedeforçadeatritoqueagiusobreobloconotrechob,sabendoqueoblocoparaaofinaldopercurso

a) F(1+a/b)b) F(1+b/a)c) Fxa/bd) Fxb/ae) Fx2b/aQuestão16)***Umblocodemadeirafoilançadosobreumsolohorizontal com velocidade V0 e atravessa doistrechosconsecutivosdemármoreegranito,decomprimentosd1ed2ecoeficientesdeatritoμ1eμ2.Sabendoqueagravidadelocalvalegequeoblocoparaaofinaldopercurso,determinev0Dados:d1=1m,d2=2m,μ1=0,3μ2=0,25,g=10m/s2

Questão17)***Umapessoadesejasaberquantascaloriasperdecada vez que usa a bicicleta na academia.Suponhaque,aopedalar,cadaumdeseuspés,apropriadamentepresoaumdosdoispedaisda

bicicleta,exerçasobreopedalumaforçasempretangencialàtrajetóriacirculardeseuspésedemódulo constante igual a 20N. Além disso, aforça exercida por um pé tem sempre sentidooposto à exercida pelo outro, como indica afigura.Ocomprimentodecadapedalé0,25meapessoamantémospedaiscomumavelocidadeangularconstantedemóduloiguala4,2rad/s.

Considere,nestaquestão,queW/Q=20%,ondeWéotrabalhorealizadopelospésdapessoaeQé a quantidade de energia gasta por ela pararealizar o exercício. Suponha que 1cal = 4,2J elembreque1,0 kcal = 1,0×103 cal. Se a pessoapedalaporumahora,nessascondições,ovalordeQéiguala:a)360kcal;b)180kcal;c)90kcal;d)36kcal;e)18kcal.Questão18)*Umblocodemassamdesceescorregandoporuma rampa inclinada, inicialmente comvelocidadev,atéatingirabaseinferiordarampacomvelocidade2v,comomostraafigura.

Sabendo que não há força de atrito e nemresistência do ar atuando no bloco durante a



descida, o trabalho realizado pela força pesonestemovimento,emfunçãodemev,éa) 2mv21

b) 2mv23

c)2mv2d) 2mv25

e)3mv2Questão19)*Trêsprojéteiscompesosiguaissãolançadosdeumamesma altura com velocidade demesmomóduloV0.Oprimeiroé lançadoverticalmentepara cima, o segundo é lançado verticalmentepara baixo e o terceiro é lançadohorizontalmenteparaadireita.Assinaleaopçãoque indica a relação entre os trabalhos (W)realizadospelaforçapesonostrêscasos?

a)W1=W2=W3b)W1>W2>W3c)W1<W2<W3d)W1=W2<W3e)W1>W2=W3Questão20)*Umcorpopodedescerdeumadadaalturaatéosolo por três caminhos diferentes, conformefiguraaseguir

AssinaleaafirmativaCORRETA.a)Otrabalhorealizadopelopesoémaiorem(3).b)Otrabalhodopesonadescidaénegativoemqualquerdoscasos.c)A variação da energia potencial gravitacionaltemumvalornegativoediferenteparacadaumadastrajetórias.d)Otrabalhorealizadopelopesoéomesmoemqualquerdastrajetórias.Questão21)**Umapequenaesferacomumamassade50gélargada,apartirdorepouso,deumaalturade5m.Elacaisobreumacaixadeareiaeafunda10cmatéparar.Desprezandoaresistênciadoareconsiderando g=10 m/s2, assinale o que forcorreto.

01. Avelocidadedaesferaaoatingirasuperfícieda

areiaé10m/s.02. Omódulodotrabalhorealizadopelaareiasobre

aesferaé2,55J.04. Aforçaexercidapelaareiasobreaesferavaleem

módulo25,5N.08. Aforçaexercidapelaareiasobreaesferaénão

conservativa.16. Quando a esfera estiver parada no interior da

caixadeareia,conclui-sequenãoexistemforçasaplicadassobreela.Questão22)*Observeasfiguras.Elasrepresentamumapessoaelevandode30cmumacargade1000N.Quantoaotrabalho(t)realizadopelaforçagravitacionalsobre a carga, nas três situações, podemosafirmarque:



a)t1>t3>t2b)t3>t2>t1c)t3>t1>t2d)t1>t3>t2e)t1=t2=t3

Questão23)*Um pequeno bloco de massa m é largado, apartirdorepouso,dopontoA,comomostradonafigura.Oblocodesliza,comatrito,dentrodeumasemicalotaesféricaderaioRatéopontoB,onde atinge o repouso. Considerando g, aaceleração da gravidade, calcule o trabalhorealizadopelaforçapesodobloco,aolongodopercursoAB.

a)−mgR/3b)0c)mgR/3d)2mgR/3e)mgRQuestão24)**

UmjogadorarremessaumabolademassamdopontoAsituadoàalturahacimadosolo.Abolase choca numa parede vertical no ponto Bsituadoà alturaHacimado solo, emum lugarondeomódulodaaceleraçãodagravidadeég,comoilustradoabaixo.

Desprezandoa resistênciadoar, o trabalhodaforçagravitacional realizadosobreabolaentreospontosAeBéiguala:a)mg(h-H)b)mg(H-h)c)2mg(h-H)d)2mg(H-h)Questão25)**Umoperárioergueumacargade50kgdemassatrazendo-adochãoatéumaalturade6,0m,ondeele se encontra. Para essa tarefa, o operárioutilizaummoitãosimplesdeumaroldanafixaeoutramóvel,comoilustraafigura.

Desprezandoainérciadasroldanasedocaboeconsiderandoaaceleraçãodagravidadecomovalor 10m/s2, pode-se afirmar que o trabalhorealizadoa)pelopesodacargaéde3000J.b)pelopesodacargaéde–3000J.



c)pelaforçaexercidapelooperárioéde1500J.d)pelaforçaexercidapelooperárioéde–1500J.e)pelaforçaexercidapelooperáriodependedavelocidadeconstantecomqueacargaéerguida.Questão26)**Faz-seumobjetodemassaMelevar-sedeumamesma altura H utilizando um dos trêsmecanismosmostradosnafigura.Asforçassãoajustadasparavenceragravidadesemtransferirenergiacinéticaaocorpo.Oatritoeainérciadaspoliassãodesprezíveis.

Emrelaçãoaessasituação,écorretoafirmar:a)OmecanismoIémaisvantajosoporque 1F

!eo

trabalhoqueelarealizasãoosmenores.b)Omecanismo II é mais vantajoso porque 2F

!

realizaomenortrabalho.c)OmecanismoIIIémaisvantajosoporque 3F

!é

amenorforça.d) d)Otrabalhode 3F

!émenordoqueotrabalhode

2F!.

e) e)Otrabalhode 1F!éigualaotrabalhode 3F

!.

Questão27)**

Três carregadores A, B e C precisam colocarcaixasidênticasdemassaMemumaplataformadealturaH.OcarregadorAutilizaumaroldanaeumacorda levantandoa caixa verticalmente;ocarregadorButilizauma rampacom inclinaçãoqB e o carregador C utiliza uma rampa cominclinação qC < qB, como ilustram as figuras aseguir.

Sendo FA, FB e FC a intensidade das forçasaplicadas pelos carregadores A, B e C,respectivamente, considerando que os trêsprocessossãorealizadosavelocidadeconstante,e que as forças de atrito entre a caixa e asuperfíciedarampa,bemcomooatritonapoliasãonulos,assinaleoqueforcorreto.01.FB=FC.02.FA=Mg,naqualgéaaceleraçãodagravidadenolocal.04.FA>FC.08.FA>FB.16.Se DEP é a variação da energia potencialgravitacionalnoprocesso,entãoDEP (A)>DEP(B)>DEP(C).32. O trabalho realizado pelos trêscarregadoreséomesmo.Questão28)**Umblocodemassa2,0kgélançadodotopodeumplano inclinado, com velocidade escalar de5,0 m/s, conforme indica a figura. Durante adescida,atuasobreoblocoumaforçadeatritoconstantedeintensidade7,5N,quefazoblocopararapósdeslocar-se10m.CalculeaalturaH,desprezandooefeitodoareadotandog=10m/s2.



Questão29)**Umblococommassa8kgdesceumarampade5,0mdecomprimentoe3mdealtura,conformea figuraabaixo.Ocoeficientedeatritocinéticoentreoblocoearampaé0,4eaaceleraçãodagravidadeé10m/s2.Otrabalhorealizadosobreoblocopelaforçaresultante,emjoules,é:

a)112b)120c)256d)480e)510Questão30)**Umcorpodemassa6,0kgéabandonadodeumaalturade5,0mnum local emqueg =10m/s2.Sabendo que o corpo chega ao solo comvelocidade de intensidade 9,0 m/s, calcule aquantidadedecalorgeradapeloatritocomoar.Questão31)**Uma bola de pingue-pongue de massa 2,5 g,caindodeumagrandealtura,percorreosúltimos10mdesuaquedacomvelocidadeuniformede

10 m/s. Neste último trecho, a quantidade deenergia mecânica transformada em energiatérmica, expressa em joules, é:(A) zero (B) 0,25 (C)2,5(D)2,5×10−2(E)2,5×102Questão32)***Considereumatorademadeirademassaiguala2,0102kg,cilíndricaehomogênea,posicionadasobreosolo,conformeindicaafigura.

Adotando g = 10 m/s2, calcule o trabalhorealizadopelasforçasaplicadasporumgrupodepessoas para colocar a tora com o eixolongitudinalnavertical,apoiadasobresuabase.Questão33)***Ummeninodemassa50kgsaltadeumacertaalturaapartirdorepousoecaiemmovimentodetranslaçãoretilíneoatéatingirumchãorígido,comoindicaafigura.Lamentavelmente,elenãoflexionaojoelhoemtodooprocessoatéatingiro repouso, demodo que seu centro demassadesce apenas 1,0 cmdesdeo instante emquetoca o solo até o instante em que atinge orepouso.

Suponhaqueatíbiadomeninosefraturese,esomentese,aforçamédiaqueosoloexerceno



meninoformaiordoque5,0x104N.Nessecaso,o valor que melhor se aproxima da alturamáximadequeelepodesaltarsemfraturarsuatíbiaé:a)111cm;b)106cm;c)99cm;d)83cm;e)78cm.Questão34)****Um pêndulo composto por um fio ideal decomprimento L = 1 m, conectado a esfera demassaM=5kg,encontra-seconectadoaotetodeumvagãoinicialmenteemrepouso,numlocalondeg=10m/s2.Bruscamente,ovagãopassaasedeslocar comaceleraçãoa=18m/s2paraaesquerda. Determine com que velocidadevertical v a esfera se chocará com o teto, noreferencialdovagão.a)2msb)4m/sc)6m/sd)8m/se)10m/sQuestão35)*Durante o estágio realizado por uma aluna docursodeMecânicadePrecisãodaFATEC,elafazuma análise de um material por meio de umsistema mecânico que tensiona a peça demaneira longitudinal. Esse sistema estáinterligado a um dispositivo eletrônico queregistraatensãoaplicadaeadeformaçãosofridaporessapeça.Para saber o módulo de resiliência (energiaacumulada durante essa deformação) dessapeça, ela esboça um gráfico com as duasgrandezas.

Deacordocomaleituradosdadosapresentadospelo gráfico podemos afirmar que o trabalhorealizado pela força tensora até atingir adeformaçãomáximade10mmé,emjoules,dea)5,0´10–1b)2,5´100c)5,0´ 101d)2,5´102e)5,0´103Questão36)*A figura é uma balança pediátrica portátil,utilizadaparamediramassadecriançasaté25kg.Suamolapodesedeformaraté20cmsemseromper.

(http://www.solostocks.com.br/)Comoaforçaelásticaévariável,seutrabalhoécalculadopelaáreadográficoaseguir:



(www.sofisica.com.br)Baseado nas informações, e considerando-se aaceleração da gravidade igual a 10 m × s–2, écorretoafirmarqueaconstanteelásticadamola,emN/m,éigualaa)125.b)650.c)1250.d)1500.e)6500.Questão37)*Um homem puxa a extremidade livre de umamoladeconstanteelásticaiguala1,0103N/m,alongando-a20cm.Otrabalhodaforçaelásticadamolasobreamãodohomemvale:a)-40Jb)-20Jc)-240Jd)-220Je)-22,0·105JQuestão38)**Uma pessoa empurrou um carro por umadistância de 26 m, aplicando uma força F demesmadireçãoesentidododeslocamentodessecarro.Ográficoabaixorepresentaavariaçãodaintensidade de F, em newtons, em função dodeslocamentod,emmetros.

Desprezandooatrito,otrabalhototal,emjoules,realizadoporF,equivalea:a)117b)130c)143d)156Questão39)**Um bloco demassam está em repouso sobreumasuperfíciehorizontalsematrito,emcontatocomumamoladeconstanteelásticak,estandoesta comprimida de uma distância x de seucomprimentonaturalporumaforçaexternaF.Aaceleraçãodagravidadeég.

Num dado momento, a força externadesaparece, de modo que a mola empurra obloco até a posição de relaxamento da mola,quandoambosperdemocontato.Depois,eaopassarpelopontoA,oblocosofreaaçãodeumaforça retardadora com o piso, dado oaparecimento de um atrito cujo coeficientecinéticoéµ.AdistânciaqueoblocopercorreapartirdeAatépararé

a)mgkx 2

µ

b)mg2kx2

µ

c)mg4kx2

µ

d)mgkxµ



e)mg2kxµ

Questão40)***Umapartículademassa0,5kgsemoveaolongodoeixoOxsobaçãodeumaforçahorizontalcujovalorescalar,emnewtons,édadoporF=2-2xcom x em metros. Se a partícula estava emrepousonaabscissax=0,determine:a)otipodemovimentoexecutadopelapartícula;b)avelocidademáximaatingidapelapartícula;c)amaiorabscissaxqueapartículaatinge.Questão41)****É sabido que a intensidade do campogravitacionalatrativo,nointeriordaTerravarialinearmente com a distância ao centro doplaneta,desdeovalornulo(g=0centrodaterra)até o seu valor máximo (g = 10 m/s') na suasuperfície Admita que seja possível cavar umpoçoque atravesse a Terradiametralmente Seurna pedra for abandonada na entrada dessepoço,apartirdo repouso, comquevelocidadeelaatingiráocentrodoplaneta?DadoraiodaTerraR=6400kmQuestão42)****Umapequenaesferademassamestápresaaoextremoinferiordeumamolaidealcujoextremosuperior está fixo ao teto. Seja k a constanteelásticadamola.Inicialmente,aesferaémantidaemrepousocomamolaorientadaverticalmentee com seu comprimento natural, isto é, nemdistendida, nem comprimida. Abandona-se aesfera de modo que ela passe a oscilarverticalmentesobaaçãodeseupeso,daforçaelásticadamolaedaforçaderesistênciadoar.Depois de muitas oscilações, a esfera entranovamente em repouso. O trabalho totalrealizado pela resistência do ar sobre a esferadesdeo instanteemque foiabandonadaatéoinstanteemqueentrounovamenteemrepousofoi:a) (1/2)m2g2/k;

b) -(1/2)m2g2/k;c) m2g2/k;d) -m2g2/k;e) -(3/2)m2g2/k.Questão43)****

Um corpo preso a uma corda elástica éabandonado em queda livre do topo de umedifício,conformeapresentadonafiguraacima.Ao atingir o solo, penetra numa distância xabaixo do nível do solo até atingir o repouso.Diantedoexposto,aforçaderesistênciamédiaqueosoloexercesobreocorpoé:Dados:aceleraçãogravitacional:g;constanteelásticadacorda:k;massadocorpo:M;alturadoedifícioemrelaçãoaosolo:H;comprimentodacorda:L;distânciaqueocorpopenetranosoloatéatingirorepouso:x.Observação:a corda elástica relaxada apresentacomprimentomenorqueaalturadoedifício.a) ( )

xLxHk

xHxLxHLkMgHMg

2

222 ++-

-+++

b) ( )x

LxHkx

HxLxHLkMgHMg222

2++

---+

+

c) ( )x

LxHkx

HxLxHLkMgHMg222

2++

+++-

+

d) ( )x

LxHkx

HxLxHLkMgHMg2

222 +++

----

e) ( )x

LxHkx

HxLxHLkMgHMg2

222 ++-

-+-+



Questão44)*Emumacachoeiraaproveitadaparamoverumarodad’água,apotenciadisponíveléde300kW.Qualapotenciaútilparaessarodad’águacujorendimentoéde50%?a)150kWb)450kWc)50kWd)100kWe)200kWQuestão45)**Um guindaste ergue uma carga com peso de2500,0Naumaalturade1,0mno intervalode5,0s.Sabendo-sequeorendimentodoguindasteéde25%,apotênciadoguindaste,emkW,éigualaa)2,5b)2,0c)1,5d)1,0e)0,5Questão46)*Um corsa 1.0 MPFI apresenta velocidadeconstante de 72 km/h. A força de resistênciatotal que age no automóvel é de 1800 N.Determine a potência da força exercida pelomotor.Questão47)**Umautomóvel,cujamassaéde2,0toneladas,sedesloca em linha reta, comuma velocidadedemódulo108km/h.Parareduziravelocidadedoveículopara72km/h,emumespaçode50meem 2s, considerando uma força de móduloconstante,osfreiosdeverãodissiparapotênciade

a)5000Wb)3000Wc)2500Wd)500kWe)250kWQuestão48)**Em uma rodovia plana, um veículo apresentavelocidade de 20 m/s no instante em que apotênciadaforçaexercidapeloseumotoréiguala132kW.Sabendoqueopesodoveículoéiguala2´104N,determine a aceleração, em m/s2, do veículonesseinstante.Questão49)**Umaforçade intensidadede10N,que fazumângulo de 60º com a horizontal, é empregadapara puxar uma caixa de 2 kg sobre umasuperfíciehorizontalporumadistânciade10mem 10 s. Considerando que o coeficiente deatrito cinético entre a superfície horizontal e acaixaé0,2,assinaleoqueforcorreto.Dados:g=10m/s2;sen60º=0,86ecos60º=0,5.01.A potência associada à componentehorizontaldaforçaéde5W.02.Aforçanormalàsuperfícieéde11,4N.04.O trabalho realizado pela componentehorizontaldaforçaresultanteéde27,2J.08.Aforçadeatritoentreoblocoeasuperfícieéde2,28N.16.Otrabalhorealizadopelaforçapesoéde10J.Questão50)**Umcarrosolaréumveículoqueutilizaapenasaenergia solar para a sua locomoção.Tipicamente, o carro contém um painelfotovoltaico que converte a energia do Sol emenergia elétrica que, por sua vez, alimenta ummotor elétrico.A imagemmostrao carro solarTokaiChallenger,desenvolvidonaUniversidadedeTokai,noJapão,equevenceuoWorldSolar



Challengede2009,umacorridainternacionaldecarros solares, tendo atingido uma velocidademédiaacimade100km/h.

Disponívelem:www.physics.hku.hk.Acessoem:3jun.2015.Considere uma região plana onde a insolação(energiasolarporunidadede tempoedeáreaque chega à superfície da Terra) seja de 1 000W/m2,queocarrosolarpossuamassade200kge seja construído de forma que o painelfotovoltaicoemseutopotenhaumaáreade9,0m2erendimentode30%.Desprezando as forças de resistência do ar, otempoque esse carro solar levaria, a partir dorepouso,paraatingiravelocidadede108km/héumvalormaispróximodea)1,0s.b)4,0s.c)10s.d)33s.e)300s.Questão51)**Umpacientepesando720,0Nsobeumlancedeescada da clínica com velocidade constante,gastando2,0min.Se o lance de escada apresenta uma altura de2,5m, é correto afirmar que a potência médiacomquerealizouessasubida,emW,éiguala01. 15,002. 15,5

03. 16,004. 16,505. 17,0

Questão52)**Um elevador de massa mE = 200 kg temcapacidade máxima para 6 pessoas, cada umacom massa mP = 70 kg. Como forma deeconomizarenergiaháumcontra-pesodemassamCP=220kg.Calculeapotênciamínimaqueomotor deve desenvolver para fazer comque oelevador possa subir com a carga máxima evelocidade constante v = 0,5 m/s. Expresse oresultadoemkW.Considereg=10m/s2.

elev

ador

contra-peso

motor

Questão53)**Umapessoade70kgdesloca-sedoandartérreoao andar superior de uma grande loja dedepartamentos, utilizandoumaescada rolante.A figura fornecea velocidadeea inclinaçãodaescadaemrelaçãoaopisohorizontaldaloja.

Considerandoqueapessoapermaneçasempresobre o mesmo degrau da escada, e sendo

2m/s 10g = , 0,5030º sen = e 0,8730º cos = , pode-sedizer que a energia transferida à pessoa porunidadede tempopelaescada rolanteduranteessepercursofoidea)1,4×102J/s.b)2,1×102J/s.



c)2,4×102J/s.d)3,7×102J/s.e)5,0×102J/s.Questão54)***Num galpão de armazenagem de uma granderede de lojas de eletrodomésticos, buscandootimizar o transporte em série de volumespesados, caixas com aparelhos de arcondicionadosãotransportadasdesdeosoloatéum piso 5 m mais elevado, através de umaesteirarolanteinclinadade30ºcomahorizontal(figura abaixo). A esteira se move comvelocidade constante, acionada por um motorelétricode220W.

Admitindoquecadacaixapossuapesode240N,o número máximo de caixas transportadas acadaminutoéa)4b)6c)10d)11e)16(senecessáriouseaaceleraçãodagravidadeg=10m/s2,sen30º=0,5ecos30º=0,8)Questão55)***AusinadeItaipuéumadasmaioreshidrelétricasdo mundo em geração de energia. Com 20unidades geradoras e 14 000MWde potênciatotalinstalada,apresentaumaquedade118,4me vazão nominal de 690 m3/s por unidadegeradora.Ocálculodapotênciateóricalevaem

contaaalturadamassadeáguarepresadapelabarragem, a gravidade local (10 m/s2) e adensidade da água (1 000 kg/m3). A diferençaentre a potência teórica e a instalada é apotêncianãoaproveitada.Disponível em: www.itaipu.gov.br.Acessoem:11maio2013(adaptado).Qualéapotência,emMW,nãoaproveitadaemcadaunidadegeradoradeItaipu?a)0b)1,18c)116,96d)816,96e)13183,04Questão56)***O Brasil é um dos países de maior potencialhidráulico do mundo, superado apenas pelaChina,pelaRússiaepeloCongo.Essepotencialtraduzaquantidadedeenergiaaproveitáveldaságuasdosriosporunidadedetempo.Considereque,porumacachoeiranoRioSãoFranciscodealturah=5m,aáguaéescoadanumavazãoZ=5 m3/s. Qual é a expressão que representa apotência hídrica média teórica oferecida pelacachoeira,considerandoqueaáguapossuiumadensidade absoluta d = 1000 kg/m3, que aaceleraçãodagravidadetemmódulog=10m/s2equeavelocidadedaáguanoiníciodaquedaédesprezível?a)0,25MWb)0,50MWc)0,75MWd)1,00MWe)1,50MW



Questão57)**

O bloco com massa de 10,0kg, mostrado nafigura,épuxadoporummotorcomrendimentode40%,atravésdeumcabometálicoquepassaporumapolia.Adianteiradoblocoédeslocadado ponto P até o ponto Q, com velocidadeconstante,nointervalode2,5s.Considerando-se o cabo e a polia ideais, omódulodaaceleraçãodagravidade, 210,0m/s g = ,esabendo-sequeocoeficientedeatritodinâmicoentre o bloco e o plano inclinado, 0,50=µ ,

0,60 sen =a , 0,80 cos =a , é correto afirmar que apotênciadomotor,emwatts,éde01.2502.4003.6004.8005.100Questão58)***Um aspecto importante para o estudo daviabilidadedainstalaçãodeumgeradoreólicoéo potencial eólico. Este parâmetro é definidocomoaenergiaporunidadede tempodeumacoluna de ar atravessando a área de seçãotransversaldevarreduradaspásdeumgeradoreólico.Paraumgerador,comoodafigura,quepossui pás de comprimento r e uma torre detamanhoR,considerandoqueestejainseridoemumaregiãocomumfluxodearcomvelocidade,v ,edensidadevolumétricadoar,r,constante.A expressão para o potencial eólico pode serescritacomo:

a)2vgR2rp

b)2vr 22rp

c)2vr 32rp

d) vgRr2rp e) 22vrrp Questão59)****Umpequenocata-ventodotipoSavonius,comooesquematizadoabaixo,acopladoaumabombad'água,éutilizadoemumapropriedaderural.Apotência útil P (W) desse sistema parabombeamento de água pode ser obtida pelaexpressãoP=0,1 A v3,emqueA(m2)éaáreatotal das pás do cata-vento e v (m/s), avelocidade do vento. Considerando um cata-ventocomáreatotaldaspásde2m2,velocidadedoventode5m/seaáguasendoelevadade7,5mnavertical,calcule

a) apotênciaútilPdosistema;b) aenergiaEnecessáriaparaelevar1 ! deágua;



c) o volume V1 de água bombeado porsegundo;d) o volume V2 de água, bombeado porsegundo, se a velocidade do vento cair pelametade.NOTEEADOTEDensidadedaágua=1g/cm3.Aceleraçãodagravidadeg=10m/s2.Questão60)***Aenergiaeólicaéumadasprincipaisopçõesdeenergia limpa, sendobaseadana conversãodaenergia cinética contida no vento em energiaelétrica.Umamassadear,dedensidadeρ=1,2kg/m3evelocidadev=10m/s,aoatravessarumaturbina eólica impulsiona suas pás, fazendo-asgirar.Asextremidadesdaspásdescrevemumacircunferência de diâmetro D = 2,4 m.Considerandoqueaeficiênciadaturbinaηnestaconversão é de 1/3, calcule a potência elétricagerada.Useπ=3.Gabarito1. B2. C3. A4. D5. C6. D7. 10m/s8. B9. C10. 3200J11. E12. 22,5cm13. A14. a)0,15e0,10b)100J

c)Trabalhonulo,poisaforçanãoprovocadeslocamentonacaixa.

15. A16. 4m/s17. B18. B19. A20. D21. 1522. E23. D24. A25. B26. E27. 02-04-08-3228. 2,5m29. A30. 57J31. B32. 2,5.103J33. C34. 4m/s35. B36. C37. B38. D39. B40. a)MHSb)2m/sc)2m41. 8km/s42. B43. A44. A45. B46. 36KW47. E48. 3,3m/s249. 1550. D51. 0152. 0253. B54. D

55.



56. A57. 0558. C59. a)P=25W

b)E = 75 J c)V1 @ 0,33 × 10-3m3 ou V1 =

31 L

d)V2 @ 0,042 × 10-3m3 ou V2 = 241 L

60. Apotênciaefetivageradaporumaturbinaeólica

éde864W.

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