4 Lista de exerccios Fsica II

Prof. Gilson Bispo Batista gilson@fisica.ufmt.br fisicalunar.blogspot.com.br

Aluno (a): RA:

Curso: semestre:

Questes

Eficincia 1*. Explique:a) Potncia em funo da velocidade.b) Potncia Hidrulica.c) Eficincia de uma mquina.d) Energia cintica.e) Teorema da energia cintica.f) Energia potencial gravitacional.g) Energia potencial elstica.h) Conservao da energia mecnica.

Potncia

2**. O motor da figura leva o bloco de 25 kg da posi-o A para a posio B, com velocidade constante, em 10 s. O coeficiente de atrito cintico entre o bloco e o plano inclinado 0,50. Adote g = 9,81 m/s2.

Qual a potncia til do motor nesse deslocamento?

3**. Nos manuais de automveis, a caracterizao dos motores feita em cv (cavalo-vapor). Essa unidade,

proposta no tempo das primeiras mquinas a vapor, correspondia capacidade de um cavalo tpico, que conseguia erguer, na vertical, com auxlio de uma rol-dana, um bloco de 75 kg, com velocidade de mdulo 1,0 m/s.

Para subir uma ladeira com aclive de 10%, como a da figura, um carro de 1 500 kg, mantendo uma velocida-de constante de mdulo 15 m/s (54 km/h), desenvolve uma potncia til que, em cv, , aproximadamente,de? Calcule. (Adote g=9,81 m/s2.)

Energia cintica

4*. Para um dado observador, dois objetos A e B, de massas iguais, movem-se com velocidades constantes de 20 km/h e 30 km/h, respectivamente. Para o mes-mo observador qual a razo EA/ EB entre as energias cinticas desses objetos?

5*. Apesar das tragdias ocorridas com os nibus es-paciais norte-americanos Challenger e Columbia, que puseram fim vida de 14 astronautas, esses veculos reutilizveis tm sido fundamentais na explorao do cosmo. Admita que um nibus espacial com massa igual a 150 t esteja em procedimento de re-entrada na atmosfera, apresentando velocidade de intensidade 10800 km/h em relao superfcie terrestre. Qual a energia cintica desse veculo?

* Fcil** Intermedirio*** Difcil

Nota

Teorema da energia cintica

6***. Um vago, deslocando-se lentamente com velo-cidade v num pequeno trecho plano e horizontal de uma estrada de ferro, choca-se com um monte de ter-ra e pra abruptamente. Em virtude do choque, uma caixa de madeira, de massa 100 kg, inicialmente em repouso sobre o piso do vago, escorrega e percorre uma distncia de 2,0 m antes de parar, como mostra a figura.

Considerando g = 9,81 m/s2 e sabendo que o coefi-ciente de atrito dinmico entre a caixa e o piso do va-go igual a 0,50, calcule:a) a velocidade v do vago antes de se chocar com o monte de terra;b) a energia cintica da caixa antes de o vago se cho-car com o monte de terra e o trabalho realizado pela fora de atrito que atuou na caixa enquanto ela escor-regava.

7*. Considere um bloco de massa M = 10 kg que se move sobre uma superfcie horizontal com uma ve-locidade inicial de 10 m/s. No local, o efeito do ar desprezvel e adota-se |g| = 9,81 m/s2.a) Qual o trabalho realizado pela fora de atrito para levar o corpo ao repouso?b) Supondo que o coeficiente de atrito cintico seja = 0,10, qual o intervalo de tempo necessrio para que a velocidade do bloco seja reduzida metade do seu valor inicial?

Energia potencial gravitacional

8*. No esquema da figura, a esfera de massa 2,0 kg homognea e flutua na gua com 50% do seu volume submerso:

Sabendo que, no local, a acelerao da gravidade vale 9,8 m/s2, calcule a energia potencial de gravidade da esfera:

a) em relao superfcie livre da gua;b) em relao ao fundo do recipiente.

9*.Se o nosso amigo da figura a seguir conseguisse le-vantar o haltere de massa igual a 85 kg, a uma altura de 2,0 m, em um local onde g = 10 m s-2 qual a energia potencial que ele estaria transferindo para o haltere?

Energia potencial elstica

10*. Tracionada com 950 N, certa mola helicoidal sofre distenso elstica de 15 cm. Qual a energia potencial armazenada na mola quando deformada de 4,0 cm?

11*. Um bloco de peso P dependurado na extremi-dade livre de uma mola vertical de constante elstica K. Admitindo o sistema em equilbrio, calcule:a) a distenso da mola;b) a energia potencial elstica armazenada na mola.

Conservao da energia mecnica

12*. O bloco da figura oscila preso a uma mola de massa desprezvel, executando movimento harmni-co simples:

A massa do bloco de 7,0 kg, a constante elstica da mola vale 1,0 103 N/m e o trilho que suporta o sistema reto e horizontal. Se no instante da figura o bloco tem velocidade de 2,0 m/s e a mola est distendida de 10 cm, qual a energia mecnica (total) do conjuntobloco-mola em relao ao trilho?

13**. Um garoto de massa m = 32 kg parte do repouso do ponto A do escorregador perfilado na figura e desce, sem sofrer a ao de atritos ou da resistncia do

ar, em direo ao ponto C:

Sabendo que H = 22 m e que |g| = 10 m/s2, calcule:a) a energia cintica do garoto ao passar pelo ponto B;b) a intensidade de sua velocidade ao atingir o ponto C.

14**. Numa montanha-russa, um carrinho com 350 kg de massa abandonado do repouso de um ponto A, que est a 5,0 m de altura. Supondo que os atritos sejam desprezveis e que g = 10 m/s2, calcule:

a) o valor da velocidade do carrinho no ponto B;b) a energia cintica do carrinho no ponto C, que est a 4,0 m de altura.

15**. No arranjo experimental da figura, desprezam--se o atrito e o efeito do ar:

O bloco (massa de 5,0 kg), inicialmente em repouso, comprime a mola ideal (constante elstica de 3,6103 N/m) de 25 cm, estando apenas encostado nela. Lar-gando-se a mola, esta distende-se impulsionando o

bloco, que atinge a altura mxima h. Adotando |g| = 9,81 m/s2, determine:a) o mdulo da velocidade do bloco imediatamente aps desligar-se da mola;b) o valor da altura h.

16**. Do ponto A, situado no alto de uma plataforma de altura h, um canho de dimenses desprezveis dis-para um projtil que, depois de descrever a trajetria indicada na figura, cai no mar (ponto C):

Sendo g o valor da acelerao da gravidade e v0 o m-dulo da velocidade de lanamento do projtil, calcule o mdulo de sua velocidade nos pontos B e C.

17***. A mola da figura abaixo possui uma constante elstica K = 200 N/m e est inicialmente comprimida de 10 cm:

Uma bola com massa de 25 g encontra-se encostada na mola no instante em que esta abandonada. Con-siderando g = 9,81 m/s2 e que todas as superfcies so perfeitamente lisas, determine:a) o valor da velocidade da bola no ponto D;b) o valor da fora que o trilho exerce na bola no pon-to D;c) o valor da acelerao tangencial da bola quando ela passa pelo ponto C.

O nico lugar em que o sucesso vem antes do traba-lho somente no dicionrio.

Albert Einstein