Um corpo de massa igual a 10 kg na superfície da Terra é lançado verticalmente para cima com velocidade inicial de 10 m/s. Considerando nula a resistência do ar, no ponto mais alto, as energias cinética e potencial do corpo, em joule, valem, respectivamente,
Um bloco, puxado por meio de uma corda inextensível e de massa desprezível, desliza sobre uma superfície horizontal com atrito, descrevendo um movimento retilíneo e uniforme. A corda faz um ângulo de 53° com a horizontal e a tração que ela transmite ao bloco é de 80 N. Se o bloco sofrer um deslocamento de 20 m ao longo da superfície, o trabalho realizado pela tração no bloco será de:
(Dados: sen 53° = 0,8 e cos 53° = 0,6)
Considere a potência P, em watts, liberada por um motor em um determinado instante de tempo, e sua velocidade angular ω, em rpm. O torque T, em N.m, no eixo desse motor, é dado por
Visando à preservação do meio ambiente de forma sustentável, a sociedade atual vem aumentando consideravelmente a utilização da energia dos ventos, através das turbinas eólicas. Nessa tecnologia, a primeira transformação de energia acontece na interação das moléculas do ar com as hélices dos cata-ventos, transformando a energia cinética de translação das moléculas do ar em energia cinética de rotação das hélices.
Nessa interação,
Em um edifício de M andares moram N pessoas por andar. Cada andar possui altura h. O elevador do edifício possui um contrapeso e, por isso, quando se move vazio, o consumo de energia pode ser desprezado. Seja m a massa média dos moradores que utilizam o elevador, individualmente, duas vezes por dia. Desprezando-se as perdas por atrito, a energia total consumida pelo motor do elevador, em um dia, é
O Kers é um dispositivo automotivo desenvolvido para a recuperação da energia cinética perdida durante as freagens. Nesse sistema, a potência recuperada é de 10% da potência máxima do motor. No campeonato de Fórmula 1, os carros possuem motores de 600 kW (˜815 cv) enquan to o regulamento permite o uso de, no máximo, 420 kJ obtido pela ação do Kers por volta. O menor tempo, em s, para a liberação de toda a energia acumulada por esse sistema, será de:
Em física, o conceito de trabalho é diferente daquele que temos no diaadia. Nesse caso, trabalho está associado ao desempenho de algum serviço ou tarefa, que pode ou não exigir força ou deslocamento. (...) (Gaspar, Alberto. Física. 1ª ed.,vol. único. São Paulo: Ática, 2004, p. 140)
Observe, nas situações abaixo descritas, a adequação ou não do conceito físico de trabalho.
Situação I: Quando um alpinista sobe uma montanha, o trabalho efetuado sobre ela pela força gravitacional, entre a base e o topo, é o mesmo, quer o caminho seguido seja íngreme e curto, quer seja menos íngreme e mais longo.
Situação II: Se um criança arrasta um caixote em um plano horizontal entre dois pontos A e B, o trabalho efetuado pela força de atrito que atua no caixote será o mesmo, quer o caixote seja arrastado em uma trajetória curvilínea ou ao longo da trajetória mais curta entre A e B.
Situação III: O trabalho realizado sobre um corpo por uma força conservativa é nulo quando a trajetória descrita pelo corpo é um percurso fechado.
Para as situações supracitadas, em relação ao conceito físico de trabalho, é(são) correta(s) apenas a(as) proposição(ões)
Um objeto de massa 1,0 kg é lançado, do solo, com uma velocidade de 2,0 m/s que faz um ângulo de 45° com a horizontal. O objeto cai então no solo, e toda a sua energia é dissipada.
Determine o trabalho total, em joules, realizado pela força gravitacional (peso) durante toda a trajetória
Dois carros idênticos U e V sobem, respectivamente, as rampas planas I e II, de comprimentos iguais e inclinações diferentes. Suponha que a rampa II seja mais íngreme do que a rampa I. Considerando-se constantes e iguais em módulo as velocidades dos carros e denotando-se por PU e PV as potências empregadas pelos motores dos carros U e V, respectivamente, pode-se afirmar corretamente que
Uma corda é usada para baixar verticalmente um bloco de massa m, inicialmente em repouso, com uma aceleração para baixo de módulo igual a g/4. Após descer uma distância d, o trabalho realizado pela força da corda sobre o bloco foi
Considerando os princípios da cinemática dos corpos rígidos no
espaço, julgue os itens seguintes.
Considere a possibilidade de aproveitamento para geração de energia hidroelétrica de um trecho de rio com vazão média de 2.000 m3 /s e queda hidráulica de 20 m. Assumindo uma aceleração da gravidade g = 10 m/s 2 e tomando a densidade da água como 1.000 kg/m3 , é possível gerar, em média e desprezando quaisquer perdas no sistema de geração, mais de 500 MW de potência nesse local do rio.
As eclusas permitem que as embarcações façam a transposição dos desníveis causados pelas barragens. Além de ser uma monumental obra de engenharia hidráulica, a eclusa tem um funcionamento simples e econômico. Ela nada mais é do que um elevador de águas que serve para subir e descer as embarcações. A eclusa de Barra Bonita, no rio Tietê, tem um desnível de aproximadamente 25 m. Qual é o aumento da energia potencial gravitacional quando uma embarcação de massa m = 1,2 x 104 kg é elevada na eclusa?
Uma escada rolante transporta 20 pessoas (60kg cada, em média) por minuto do 1º. para o 2º. andar de uma loja, elevando- as 5,0m na direção vertical. Considerando a aceleração da gravidade como 10m/s2 , a potência média desenvolvida contra a gravidade é, em watts,
Uma bola de borracha é largada a partir do repouso, de 100cm de altura, caindo sobre um piso cerâmico. Ao atingir o piso, a bola repica, subindo verticalmente até 70cm de altura. O atrito com o ar durante a queda e a subida dissipa 5% da energia potencial gravitacional inicial. Nestas condições, é correto afirmar que
Após algumas informações sobre o carro, saímos em direção ao trecho off-road. Na primeira acelerada já deu para perceber a força do modelo. De acordo com números do fabricante, são 299 cavalos de potência [...] e os 100 km/h iniciais são conquistados em satisfatórios 7,5 segundos, graças à boa relação peso- potência, já que o carro vem com vários componentes de alumínio.
(http://carsale.uol.com.br/opapoecarro/testes/aval_050404discovery.shtml#5)
O texto descreve um teste de avaliação de um veículo importado, lançado neste ano no mercado brasileiro. Sabendo que a massa desse carro é de 2 400 kg, e admitindo 1 cv = 740 W e 100 km/h = 28 m/s, pode- se afirmar que, para atingir os 100 km/h iniciais, a potência útil média desenvolvida durante o teste, em relação à potência total do carro, foi, aproximadamente de
(Sugestão: efetue os cálculos utilizando apenas dois algaris- mos significativos.)
Um determinado corpo de massa 25 kg, inicialmente em repouso, é puxado por uma força constante e horizontal durante um intervalo de tempo de 6 segundos. Sabendo que o deslocamento do corpo ocorreu na mesma direção da força e que a velocidade atingida foi de 30 m/ s, a opção que representa o valor do trabalho realizado por essa força, em joules, é;
Um objeto é deslocado em um plano sob a ação de uma força de intensidade igual a 5 N, percorrendo em linha reta uma distância igual a 2 m.
Considere a medida do ângulo entre a força e o deslocamento do objeto igual a 15º, e T o trabalho realizado por essa força. Uma expressão que pode ser utilizada para o cálculo desse trabalho, em joules, é T= 5 x 2 x senθ . Nessa expressão, θ equivale, em graus, a:
Quando uma pessoa pula de certa altura, ao atingir o chão, ela dobra os joelhos e rola pelo chão, até parar. Fisicamente, o procedimento é CORRETO porque:
Do alto de um edifício, uma pedra é abandonada. Sua energia potencial gravitacional nesse instante era de 400 J.
A resistência do ar não é desprezível durante a queda.
São feitas quatro afirmações sobre o movimento da pedra, do instante em que foi abandonada até o instante imediatamente anterior a ela tocar o solo.
A afirmação CORRETA é:
Considere que uma caixa de massa igual a 10 kg seja levantada a uma altura de 5 m, levando-se 10 s para completar a operação. Nessa situação e considerando que aceleração gravitacional local é de 9,8 m/s 2 , o trabalho realizado, em joules, será de
Andar de bondinho no complexo do Pão de Açúcar no Rio de Janeiro é um dos passeios aéreos urbanos mais famosos do mundo. Marca registrada da cidade, o Morro do Pão de Açúcar é constituído de um único bloco de granito, despido de vegetação em sua quase totalidade e tem mais de 600 milhões de anos.
A altura do Morro da Urca é de 220 m e a altura do Pão de Açúcar é de cerca de 400 m, ambas em relação ao solo. A variação da energia potencial gravitacional do bondinho com passageiros de massa total M = 5000 kg, no segundo trecho do passeio, é
(Use g = 10 m/s2 .)
O teorema do trabalho-energia cinética diz que:
Ao realizarmos as tarefas diárias, utilizamos energia fornecida pelos alimentos que ingerimos. Pensando nisso, uma pessoa de 90 kg cronometrou o tempo para subir, pela escada, os cinco andares até chegar ao seu apartamento. Sendo g = 10 m/s2 e conside rando que essa pessoa subiu 16 m em 30 s, é correto afrmar que, ao subir, desenvolveu uma potência média de
Se um corpo com massa igual a 400 g percorre uma distância de 1.200 m em 2 minutos, a energia cinética média do corpo no referido trajeto, expressa em Joule (J), é
Ao levar um objeto de massa 0,3 kg do solo, partindo do repouso, até uma altura de 12,0 m em 3,0 s, o motor de um guindaste realiza uma potência constante de 75,0 W.
A velocidade do objeto ao atingir a altura de 12,0 m, em m/s, é de
Dado: g = 10,0 m/s2
Uma mola, sem massa, de constante k = 5.000 N/m é comprimida a partir do repouso por uma distância x = 2,0 cm.
O trabalho, em J, realizado sobre a mola, durante a compressão, é
Um automóvel é movido por um motor a explosão que trabalha com rendimento de 20%.
Qual é, aproximadamente, em kW, a potência calorífica cedida pelo combustível ao motor, quando ele desenvolve uma potência mecânica de 75 kW?
Uma bola de borracha de massa 200 g é largada de uma altura de 1,60 m do chão. Bate na superfície e sobe verticalmente. Quando ela se encontra a uma altura de 0,8 m do chão, sua velocidade é medida, e o valor obtido é de 3 m/s. A resistência do ar é desprezível, e a aceleração da gravidade vale 10 m/s2 .
Nesse contexto, a energia mecânica da bola
Um móvel de massa m deve ser movimentado sobre uma superfície lisa de um ponto P a um ponto Q. As opções existentes são empurrar ou puxar o móvel com uma força sempre de mesma intensidade, e deve-se escolher a forma como a força deve ser aplicada sobre ele para que o trabalho realizado pela força seja o maior possível.
Dentre as diversas formas possíveis de aplicar a força, qual corresponde ao maior trabalho no deslocamento entre P e Q?
Um homem de 70 kg pula de uma janela para uma rede de bombeiros que se encontra a 7,2 m abaixo da janela. A rede se estica, afundando 1,0 m na vertical antes de deter a queda do homem e arremessá-lo novamente para cima.
O valor do trabalho, em joules, realizado pela força resultante sobre o homem durante a queda da janela até o momento em que a rede está em sua posição mais esticada, e do impulso, em N.s, transmitido pela força resultante sobre o homem enquanto ele está em contato com a rede, sendo freado, são, respectivamente,
Dado
aceleração da gravidade = 10 m/s2
Em regiões mais frias do Brasil e fundamental a utilização de chuveiros eletricos para aquecimento da agua do banho diário. Cada banho possui um certo consumo de energia. Quanto de energia se gasta em um banho de 10 min (1/6 de hora)em um chuveiro eletrico cuja potência e 3,0 kW, em kWh?
Trabalho mecânico, Potência e Energia são grandezas físicas muito importantes no estudo dos movimentos. No Sistema Internacional, a unidade de medida para cada uma dessas grandezas é, respectivamente:
No solo da floresta amazônica, são encontradas partículas ricas em fósforo, trazidas pelos ventos,com velocidade constante de 0,1 m × s−1, desde o deserto do Saara.
Admita que uma das partículas contenha 2,0% em massa de fósforo, o que equivale a 1,2 × 1015 átomos desse elemento químico.
A energia cinética de uma dessas partículas, em joules, ao ser trazida pelos ventos, equivale a:
Dois carros com potências diferentes jamais terão a mesma velocidade.
Ao se empurrar uma parede, pode-se até gastar energia; porém, caso a parede não se mova, nenhum trabalho será realizado pela força aplicada a ela.
Um joule é a quantidade de energia capaz de deslocar apenas horizontalmente um objeto com peso de 1N por um metro.
TEXTO 1
As vozes do homem
Naquele momento de angústia,
o homem não sabia se era o mau ou o bom ladrão.
E quando a mais amarga das estrelas o oprimia demais,
eis que a sua boca ia dizendo:
eu sou anjo.
E os pés do homem: nós somos asas.
E as mãos: nós somos asas.
E a testa do homem: eu sou a lei.
E os braços: nós somos cetros.
E o peito: eu sou o escudo.
E as pernas: nós somos as colunas.
E a palavra do homem: eu sou o Verbo.
E o espírito do homem: eu sou o Verbo.
E o cérebro: eu sou o guia.
E o estômago: eu sou o alimento.
E se repetiram depois as acusações milenárias.
E todas as alianças se desfizeram de súbito.
E todas as maldições ressoaram tremendas.
E as espadas de fogo interceptaram o caminho da
[árvore da vida.
E as mãos abarcaram o pescoço do homem:
nós te abarcaremos.
[...]
(LIMA, Jorge de. Melhores poemas. São Paulo: Global,
2006. p. 94.)
O Texto 1 faz menção figurada a um escudo. Como exemplo concreto de escudo, podemos citar o escudo tá- tico militar, que é capaz defletir determinados projéteis. Suponha que um soldado use um desses escudos para se proteger de uma rajada de projéteis disparados por um fuzil com taxa de disparo de 600 balas por minuto. Considerando-se que o coeficiente de restituição (razão entre as velocidades relativas de afastamento e aproximação) seja igual a 0,9 e que cada bala com massa de 10 gramas atinja o escudo frontalmente a uma velocidade de 900 m/s, invertendo o sentido de seu movimento após a colisão, desprezando-se a resistência do ar, a força média exercida pelos projéteis sobre o escudo mantido estático será de (assinale a alternativa que apresenta a resposta correta):
Uma caixa com um litro de leite tem aproximadamente 1,0 kg de massa. Considerando g = 10 m/s2, se ela for levantada verticalmente, com velocidade constante, 10 cm em 1,0 s, a potência desenvolvida será, aproximadamente, de
Um bloco, a uma altura 2,7 m do solo, escorrega a partir do repouso por uma rampa até chegar à uma superfície horizontal, por onde segue. Não existe atrito entre o bloco e a rampa. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície horizontal é 0,30.
Calcule a distância em metros que o bloco percorre sobre a superfície horizontal até parar.
Um elevador de 500 kg deve subir uma carga de 2,5 toneladas a uma altura de 20 metros, em um tempo inferior a 25 segundos.
Qual deve ser a potência média mínima do motor do elevador, em watts?
Considere g = 10 m/s2
Considere que o balanço de energia do corpo humano é constituído de dois componentes: a entrada de energia em função da ingestão de alimentos e a saída de energia na forma de calor. Levando-se em conta que, em média, durante um dia, um humano adulto ingere 2000 kcal de alimentos, a dissipação média de energia equivale a aproximadamente:
Considere: 1 cal = 4 J.
Considerando que a Terra e a Lua sejam perfeitamente esféricas e homogêneas, julgue o próximo item.
Se dois planetas têm a mesma densidade e diâmetros diferentes, a
velocidade de escape é maior no planeta de maior diâmetro.
Uma rampa maciça de 120 kg inicialmente em repouso, apoiada sobre um piso horizontal, tem sua declividade dada por tan θ = 3/4. Um corpo de 80 kg desliza nessa rampa a partir do repouso, nela percorrendo 15 m ate alcançar o piso. No final desse percurso, e desconsiderando qualquer tipo de atrito, a velocidade da rampa em relação ao piso e de aproximadamente
Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: 1 ton de TNT = 4,0 x 109 J. Aceleração da gravidade g = 10 m /s². 1 atm = 10⁵ Pa. Massa específica do ferro ρ = 8000 kg/m³ . Raio da Terra R = 6400 km. Permeabilidade magnética do vácuo μ₀ = 4Π x 10⁻⁷ N /A².
Um corpo movimenta-se numa superfície horizontal sem atrito, a partir do repouso, devido à ação contínua de um dispositivo que lhe fornece uma potência mecânica constante. Sendo v sua velocidade após certo tempo t, pode-se afirmar que
Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: 1 ton de TNT = 4,0 x 109 J. Aceleração da gravidade g = 10 m /s². 1 atm = 10⁵ Pa. Massa específica do ferro ρ = 8000 kg/m³ . Raio da Terra R = 6400 km. Permeabilidade magnética do vácuo μ₀ = 4Π x 10⁻⁷ N /A².
Acredita-se que a colisão de um grande asteroide com a Terra tenha causado a extinção dos dinossauros. Para se ter uma ideia de um impacto dessa ordem, considere um asteroide esférico de ferro, com 2 km de diâmetro, que se encontra em repouso quase no infinito, estando sujeito somente à ação da gravidade terrestre. Desprezando as forcas de atrito atmosférico, assinale a opção que expressa a energia liberada no impacto, medida em numero aproximado de bombas de hidrogênio de 10 megatons de TNT.
Um corpo de massa M, inicialmente em repouso, é erguido por uma corda de massa desprezível até uma altura H, onde fica novamente em repouso. Considere que a maior tração que a corda pode suportar tenha módulo igual a n Mg. em que n > 1, Qual deve ser o menor tempo possível para ser feito o erguimento desse corpo?
Uma análise criteriosa do desempenho de Usain
Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos
mostrou que, apesar de ser o último dos corredores
a reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros
30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde
mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. Até se
colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando
sua potência durante a aceleração, o momento mais
importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia
atingido a velocidade máxima de 12 m/s.
Disponível em: http://esporte.uol.com.br. Acesso em: 5 ago. 2012 (adaptado).
Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg,
o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas é
mais próximo de:
Calcule o trabalho mecânico total, em joules, realizado na movimentação de um objeto, na direção anti-horária e na trajetória de uma volta completa em torno da circunferência x2 + y2 = 4, sabendo que o movimento do objeto é causado pela ação de uma força, em newtons, F(x , y) = (-y/(x2+y2),x/(x2+y2)), com { x , y ) ∈ U = R2 - {(0,0)}.A seguir,assinale a opção correta.
Considere dois corpos, A e B, de massas mA= m e mB=(500Kg - m), respectivamente. Os corpos estão separados por uma distância fixa d. Para que o módulo da energia potencial gravitacional do sistema seja a maior possível, o valor de m , em kg, é
TEXTO 3
A dor do mundo
Eu não queria sair do meu brinquedo. Eu escrevia versos na areia na clara areia sob a paineira frondosa ou pensava mundos com a mão enquanto mexia com a terra. Eram formas de nada que acabavam compondo seres estranhos, animais de outro mundo, fantasmas, tudo o que a areia podia fornecer às minhas mãos de oito anos. Mas mãos de oito anos já suportam a alça de um balde com água, ou um feixe de gravetos para ajudar a fazer fogo no fogão a lenha. Mãos de oito anos já podem fazer coisas concretas, como tirar água da cisterna se o balde não for muito grande. Elas não servem apenas para criar mundos com terra molhada ou escrever poemas na areia seca. Não se pode dizer que é feio ser pobre, mas não há como negar que a pobreza dói. E essa dor sentida pelo adulto é intuída pela criança das mais variadas formas. Todas elas repousam na intrincada natureza do não. Era tão simples o meu modo de brincar. Do que vivenciei na infância, ficaram os mais puros fios de tristeza. As alegrias ficaram nas intenções de ser. As mais puras veias de dor. As sensações de não compreensão por estar ali, fazendo o quê? O que fazia ali, um menino com dor de ter de ficar ali, no canto do mundo, mirando e mirando as coisas em si? Todas elas ali, do mesmo jeito do monte de lenha, ou das galinhas no terreiro que aprendi desde cedo a entender sua forma enigmática de olhar o mundo. Elas olhavam ao ar como se vissem algo que pudesse anunciar um estranhamento qualquer com que se devesse ter cuidado. O universo das galinhas é uma espécie de síntese crucial da humanidade. Uma de minhas obrigações era colher os ovos nos ninhos esparramados pelo quintal. Eu gostava e não gostava de fazer esse trabalho. De procurar eu gostava. Os ninhos ficavam bem escondidos e arquitetonicamente perfeitos. Eram construídos em espaços difíceis. Ao construírem seus ninhos, as galinhas optam pelo difícil, como os bons poetas. Suas escolhas se apresentam desde a topologia do lugar onde constroem até o detalhamento, a perfeição na elaboração do ninho. Havia ninhos que ficavam suspensos em filetes secos, ramos complexos, espaços abertos. Havia ninhos que ficavam suspensos e presos por poucos ramos. Mas ficavam muito bem protegidos. Encontrá-los era uma emoção, era uma quase de felicidade. Sempre era nova a sensação. Se acontecesse da galinha estar no ninho, eu me afastava rapidamente e da maneira mais delicada possível. Ela poderia se assustar e aquele era um momento mágico. Eu só me aproximava do ninho, na ausência da galinha. Daí, ao ver aquilo, como se fosse a primeira vez que eu via um ninho e ainda mais precioso, como se fosse a primeira vez que eu visse um ninho de galinha com ovos, então eu ficava a contemplar por um tempo, sem saber o que fazer a não ser olhar pro ninho e olhar pros ovos e olhar pro ninho com ovos e ficar olhando. A forma de composição era tão perfeita e tão bonita que minhas mãos não conseguiam tocar os ovos. Era a profunda sensação do proibido que me invadia. Na verdade, era uma espécie de crime o que a gente cometia. Imaginemos como a galinha se sentia ao ver o seu belo ninho quase completamente esvaziado. Eu deixava só um, o endez, para ela não abandonar o ninho. Era bom, por outro lado, encher de ovos o cestinho de vime e ir correndo mostrar pra minha mãe o meu grande feito. Algumas vezes, e isso era raro, surgia entre os ovos, uns dois ou três azuis. Era muito bonito e a gente mostrava pra todo o mundo. Esse universo de aves e ninhos é muito rico e muito próximo do processo de composição artístico. Guimarães Rosa mostrou isso de forma maravilhosa na sua narrativa Uns inhos engenheiros, criando uma analogia entre o processo de criação do ninho do pássaro e o poema lírico. Para mim, a relação era totalmente lúdica.
(GONÇALVES, Aguinaldo. Das estampas. São Paulo: Nankin, 2013. p. 64-65.)
O Texto 3 traz a passagem “Mãos de oito anos já suportam
a alça de um balde com água". Suponha que um
balde de massa desprezível, contendo 5 litros de água, seja
puxado verticalmente por uma corda a partir da lâmina
d'água de um poço a 18 metros da borda. Adotando-se
a aceleração da gravidade e a densidade da água do poço
como, respectivamente, 10 m/s2
e 1000 kg/m3
e desprezando-se
todas as forças dissipativas, pode-se afirmar que
(analise os itens que se seguem):
dado: 1 m3
= 1000 litros.
I- Se o balde subir com uma velocidade constante de 2 m/s,
a força aplicada pela corda sobre ele será igual a 50 N.
II- Se o balde subir com uma aceleração de 2 m/s2
, a
força aplicada pela corda sobre ele será 55 N.
III- Se o balde subir com uma aceleração de 1 m/s2
, o trabalho
resultante realizado sobre ele ao ser puxado
até a superfície será igual a 900 J.
IV- Se o balde for puxado com uma aceleração de 1 m/s2 a
partir do repouso e levar 6 segundos para percorrer
os 18 metros, então a potência aplicada pela força
resultante será de 15 W.
Com base nas afirmações anteriores, marque a alternativa
em que todos os itens estão corretos:
Um marido sai do estádio de futebol após o jogo e resolve esticar a conversa com os amigos em um bar. Às três da manhã, ele lembra que tinha prometido para a esposa chegar em casa à meia-noite, porque é o horário em que ela costuma dormir. Ele correu para casa e conseguiu fazer tudo que precisava em silêncio, para não acordá-la. Porém, no momento em que foi deitar na cama, pronto para mentir no dia seguinte, que tinha chegado um pouco depois da meia-noite, por descuido, esbarra o cotovelo no abajur do criado-mudo, que cai e quebra. Se ele tivesse que culpar diretamente alguma forma de energia pela queda do abajur (que o obrigou a dar explicações até o amanhecer), seria a energia
Com relação aos conceitos relativos a energia, identifique as afirmativas a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F):
( ) Se um automóvel tem a sua velocidade dobrada, a sua energia cinética também dobra de valor.
( ) A energia potencial gravitacional de um objeto pode ser positiva, negativa ou zero, dependendo do nível tomado
como referência.
( ) A soma das energias cinética e potencial de um sistema mecânico oscilatório é sempre constante.
( ) A energia cinética de uma partícula pode ser negativa se a velocidade tiver sinal negativo.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.
Leia o texto a seguir.
O Cavalo-vapor
Quando as primeiras máquinas a vapor foram construídas era inevitável compará-las à potência dos cavalos, pois a tração animal era a principal forma de facilitar o trabalho. James Watt, um dos pioneiros no desenvolvimento das máquinas a vapor, estabeleceu o horsepower(HP)como medida de potência. Mais tarde, usando-se unidades do sistema decimal, verificou-se que um cavalo adulto e forte era capaz de elevar uma carga de 75kg a uma altura de 1 metro em 1 segundo. Assim, foi possível definir uma nova unidade, o cavalo-vapor(cv). (Ciências no Século XXI: 9° ano/ Iris Stern - Atual Editora)
Considerando g = 9, 8 m/ s2, pode-se dizer que a potência de uma máquina de 2cv, medida em unidades do Sistema Internacional, é de, aproximadamente,
Nos últimos anos, a energia solar fotovoltaica tem provido energia elétrica para várias aplicações. Sua utilização vai desde satélites artificiais até residências e aldeias onde não há eletrificação.
Diferente dos sistemas solares para aquecimento de água, os sistemas fotovoltaicos (FV) não utilizam calor para produzir eletricidade. A tecnologia FV produz eletricidade diretamente dos elétrons liberados pela interação da luz do Sol com certos semicondutores, tal como o silício presente no painel fotovoltaico.
Essa energia é confiável e silenciosa, pois não existe movimento mecânico. O movimento dos elétrons forma eletricidade de corrente direta e o elemento principal é a célula solar. Várias células são conectadas para produzir um painel fotovoltaico e muitos painéis conectados formam um "array" ou módulo fotovoltaico.
(NOGUEIRA Jr., Milton P. - Energia Solar Fotovoltaica. Adaptado)
Um agrupamento de trinta painéis retangulares de dimensões 0,92 m por 2,0 m, cada um, forma um módulo fotovoltaico como descrito anteriormente. A potência elétrica gerada por esse módulo é, em watts,
Considere a área de 1 metro quadrado equivalente
a 100 watts de potência gerada, quando utilizados
módulos de silício cristalino ou policristalino.
Um garoto com um estilingue tenta acertar um alvo a alguns metros de distância. (1) Primeiramente ele segura o estilingue com a pedra a ser arremessada, esticando o elástico propulsor. (2) Em seguida ele solta o elástico com a pedra. (3) A pedra voa, subindo a grande altura. (4) Na queda a pedra acerta o alvo com grande violência. Assinale os trechos do texto correspondentes às análises físicas das energias, colocando a numeração correspondente.
( ) Conversão da energia potencial elástica em energia cinética.
( ) Energia cinética se convertendo em energia potencial gravitacional.
( ) Energia potencial gravitacional se convertendo em energia cinética.
( ) Usando a força para estabelecer a energia potencial elástica.
A sequência que preenche corretamente os parênteses é:
Músculos artificiais feitos de nanotubos de carbono embebidos em cera de parafina podem suportar até duzentas vezes mais peso que um músculo natural do mesmo tamanho. Considere uma fibra de músculo artificial de 1 mm de comprimento, suspensa verticalmente por uma de suas extremidades e com uma massa de 50 gramas pendurada, em repouso, em sua outra extremidade. O trabalho realizado pela fibra sobre a massa, ao se contrair 10%, erguendo a massa até uma nova posição de repouso, é
Se necessário, utilize g = 10 m/s2
.
Num plano xz, um ponto material de massa M é deslocado de forma que sua posição, em cada instante t , é dada por r(t) = (t, sen t)m, 0 ≤ t ≤ π/2 . Sobre esse corpo agem uma força constante F1 = (0,-10)N, e uma força F2, que é sempre perpendicular à sua velocidade instantânea, e que não se anula. Se T1 e T2 são os trabalhos realizados pelas forças F1 e F2,respectivamente, e T é o trabalho realizado pelo sistema de forças {F1,F2} ao longo desse movimento, então é correto afirmar que:
o movimento de um objeto é causado pelo campo de força F(x,y) = (sen(x) - y; ey - x2) e é realizado no sentido anti-horário na trajetória de uma volta em torno da circunferência x2 + y2 = a2. Considerando que o comprimento do arco é medido em metros, e a força em newtons, assinale a opção que contém o trabalho mecânico total realizado pelo objeto durante o movimento descrito.
O motor de um determinado veículo consome 8,0 litros de combustível em uma hora. Sabendo-se que o calor de combustão desse combustível é de 10000 cal/g, que sua densidade é 0,675 g/cm3 e que o motor desenvolve uma potência de 24 kW, o rendimento desse motor, em porcentagem, é de (considere 1 cal = 4 J)
Um marinheiro precisa transportar uma caixa de massa 12kg, do porão de um navio até um outro compartimento situado em um local 5 metros acima do nível do porão. Supondo que o tempo gasto no transporte seja de 2 minutos e considerando a gravidade local igual a 10 m/s2, é correto afirmar que a potência usada pelo marinheiro nessa tarefa foi de
Um disco de massa igual a 2,0 kg está em movimento retilíneo sobre uma superfície horizontal com velocidade igual a 8,0 m/s, quando sua velocidade gradativamente reduz para 4,0 m/s. Determine o trabalho, em J, realizado pela força resistente nesta situação.
Na Idade Média, os exércitos utilizavam catapultas chamadas “trabucos”. Esses dispositivos eram capazes de lançar projéteis de 2 toneladas e com uma energia cinética inicial igual a 4000 J.
A intensidade da velocidade inicial de lançamento, em m/s, vale
Um homem arrasta uma cadeira sobre um piso plano, percorrendo em linha reta uma distância de 1 m.
Durante todo o percurso, a força que ele exerce sobre a cadeira possui intensidade igual a 4 N e direção de 60° em relação ao piso.
O gráfico que melhor representa o trabalho T, realizado por essa força ao longo de todo o deslocamento d, está indicado em:
Em um dia de treinamento físico, um atleta chega a gastar, hipoteticamente, 50 W de potência média por 6 horas de treino. Considerando o calor específico da água (c): c ≅ 4,0 kJ /kg.K , a temperatura inicial da água a 15 ºC e a temperatura final, após as seis horas de treino, igual a 30 ºC, assinale a alternativa que apresenta a quantidade de água, em quilogramas, que deve ser armazenada em um reservatório para suprir a energia dessas horas de treinamento.
A usina de Itaipu é uma das maiores hidrelétricas do mundo em geração de energia. Com 20 unidades geradoras e 14 000 MW de potência total instalada, apresenta uma queda de 118,4 m e vazão nominal de 690 m3/s por unidade geradora. O cálculo da potência teórica leva em conta a altura da massa de água represada pela barragem, a gravidade local (10 m/s2) e a densidade da água (1 000 kg/m3). A diferença entre a potência teórica e a instalada é a potência não aproveitada.
Disponível em: www.itaipu.gov.br. Acesso em: 11 maio 2013 (adaptado).
Qual é a potência, em MW, não aproveitada em cada unidade geradora de Itaipu?
Durante a primeira fase do projeto de uma usina de geração de energia elétrica, os engenheiros da equipe de avaliação de impactos ambientais procuram saber se esse projeto está de acordo com as normas ambientais. A nova planta estará localizada à beira de um rio, cuja temperatura média da água é de 25 °C, e usará a sua água somente para refrigeração. O projeto pretende que a usina opere com 1,0 MW de potência elétrica e, em razão de restrições técnicas, o dobro dessa potência será dissipada por seu sistema de arrefecimento, na forma de calor. Para atender a resolução número 430, de 13 de maio de 2011, do Conselho Nacional do Meio Ambiente, com uma ampla margem de segurança, os engenheiros determinaram que a água só poderá ser devolvida ao rio com um aumento de temperatura de, no máximo, 3 °C em relação à temperatura da água do rio captada pelo sistema de arrefecimento. Considere o calor específico da água igual a 4 kJ/(kg °C).
Para atender essa determinação, o valor mínimo do fluxo de água, em kg/s, para a refrigeração da usina deve ser mais próximo de
Uma força de 10N atua sobre um corpo ao longo de 5 segundos, arrastando-o por 1m. A potência mecânica média aplicada nesse processo vale:
Analise a situação a seguir.
Mariana e Pedro, apostando corrida, saem do primeiro andar de um prédio para o segundo andar. Mariana, cuja massa é menor que a de Pedro, sobe por uma rampa e Pedro sobe por uma escada. Se ambos gastam o mesmo tempo para subir do primeiro ao segundo andar, na transformação de energia química em potencial gravitacional, desconsiderando suas perdas, pode-se afirmar que:
Ao escutar a sirene de emergência, tocando no meio da madrugada, um soldado do corpo de bombeiros, que estava descansando no segundo andar do dormitório, levanta da cama e escorrega pelo mastro de 6,00 m de altura. Graças às forças dissipativas sobre o seu corpo, cujo valor médio é 640 N, o jovem soldado de 80,0 kg chega ao solo em segurança, em apenas 2,45 s. O módulo da aceleração da gravidade local é 10,0 m/s2.
Considerando que a velocidade inicial de queda do soldado seja nula, a energia dissipada durante o escorregamento pelo mastro vale
Em um local onde a aceleração da gravidade é constante, uma escada rolante foi projetada para se movimentar com velocidade escalar constante e transportar passageiros entre dois pisos separados por uma distância vertical de altura H.
Considerando que não haja força dissipativa no sistema e que 100% do trabalho do motor que movimenta a escada seja transferido para os passageiros, julgue o item subsequente.
A força aplicada pela escada rolante a cada passageiro é
proporcional à velocidade escalar com que a escada se
movimenta.
Em um local onde a aceleração da gravidade é constante, uma escada rolante foi projetada para se movimentar com velocidade escalar constante e transportar passageiros entre dois pisos separados por uma distância vertical de altura H.
Considerando que não haja força dissipativa no sistema e que 100% do trabalho do motor que movimenta a escada seja transferido para os passageiros, julgue o item subsequente.
Se a massa média dos passageiros for constante, então quanto
maior for o número de passageiros transportados por minuto,
maior será a potência desenvolvida pelo motor para
movimentar a escada.
Em um local onde a aceleração da gravidade é constante, uma escada rolante foi projetada para se movimentar com velocidade escalar constante e transportar passageiros entre dois pisos separados por uma distância vertical de altura H.
Considerando que não haja força dissipativa no sistema e que 100% do trabalho do motor que movimenta a escada seja transferido para os passageiros, julgue o item subsequente.
Devido ao fato de não haver forças dissipativas no sistema, a
energia mecânica de cada passageiro permanece constante
durante todo o percurso.
Uma partícula de massa m=2,0kg, deslocando-se na direção x, sofre a ação de uma força conservativa F(x) tal que sua velocidade é dada por v(x)=4/x, com v em metros por segundo e x em metros. Considere a energia potencial associada à força F(x) como sendo nula quando a partícula está em x=1,0m. Quando a partícula estiver em x=2,0m, a força F(x), em newtons, e a energia potencial, em joules, serão dadas, respectivamente, por
Um guindaste exerce uma força de 30 kN, para cima, sobre um contêiner de duas toneladas. Essa força é suficiente para vencer a força gravitacional e levantar o contêiner, que está inicialmente em repouso. A força atua ao longo de uma distância de 3 m.
Com base nessa situação hipotética, julgue o item subsecutivo, considerando que a aceleração da gravidade (g) seja igual a 10 m / s2 .
O trabalho realizado pelo guindaste é de +900 kJ.
Um guindaste exerce uma força de 30 kN, para cima, sobre um contêiner de duas toneladas. Essa força é suficiente para vencer a força gravitacional e levantar o contêiner, que está inicialmente em repouso. A força atua ao longo de uma distância de 3 m.
Com base nessa situação hipotética, julgue o item subsecutivo, considerando que a aceleração da gravidade (g) seja igual a 10 m / s2 .
A velocidade de subida do contêiner é igual a √30 m/s.