FÍSICA

Professor Danilo

4ª Lista de exercícios (01/09/10)

Assunto: TRABALHO E ENERGIA

1) Um corpo de peso P = 100 N é puxado sobre um plano horizontal por uma força horizontal constante e de intensidade

F = 80 N. A força de atrito que o plano exerce sobre o bloco é constante e de intensidade fa = 60 N.

Para um percurso de 2,0 m, o trabalho:

a) da força de atrito é igual a 120 J.

b) da força peso é igual a 200 J.

c) da força F é igual a 680 J.

d) da força normal do apoio é igual a 160 J.

e) da força resultante é igual a 40 J. Resposta: E

2) O bloco da figura tem 2 kg de massa e desce 3 m sobre um plano inclinado em 30º com a horizontal. Durante o movimento,

a força de atrito mantém-se constante em 4 N. Considerando g = 10 m/s2, os trabalhos realizados pelas forças peso, normal

e atrito, em joules, são respectivamente iguais a:

a) 60, – 15 e 30.

b) 60, 12 e 8.

c) 30, 0 e – 12.

d) 30, 15 e – 10.

e) 20, 0 e 40.

Resposta: C

3) Sobre um corpo de massa 4 kg, inicialmente em repouso sobre uma mesa horizontal, perfeitamente lisa, é aplicada uma

força resultante constante e horizontal. A velocidade escalar do corpo varia de acordo com o gráfico abaixo. O trabalho

realizado pela força resultante, no intervalo de 0 a 3 segundos, vale, em joules:

a) 72.

b) 36.

c) 60.

d) 18.

e) 48.

Resposta: A

4) Um bloco de madeira, de massa 400 g, mantido em repouso sobre uma superfície plana, horizontal e perfeitamente lisa,

está comprimindo uma mola contra uma parede rígida, como mostra a figura abaixo. Quando o sistema é liberado, a mola

se distende, impulsiona o bloco e este adquire, ao abandoná-la, uma velocidade final de 2,0 m/s.

Determine o trabalho da força exercida pela mola, ao se distender completamente:

a) sobre o bloco;

b) sobre a parede.

Respostas: a) W = 0,80 J ; b) W = 0

5) Um bloco de peso 10 N desce com velocidade v constante o trecho AB de uma rampa, conforme indica a figura abaixo. Na

descida de A para B, calcule:

a) o trabalho realizado pelo peso do bloco;

b) o trabalho realizado pela força de atrito

atuante.

Respostas: a) W = 20 J ; b) W = -20 J

6) Para levantar um livro de peso P = 3 N, inicialmente em repouso no solo, uma pessoa aplica-lhe uma força vertical de

intensidade F variável com a altura levantada, conforme o gráfico a seguir. Despreze a ação do ar. No levantamento do livro

até a altura h = 2 m, calcule:

a) os trabalhos realizados pelas forças F e P;

b) a energia cinética do livro quando ele atinge h = 2 m.

Respostas: a) WF = 8 J e WP = -6 J ; b) K = 2 J

7) Uma mesa e uma cadeira estão sobre um mesmo piso horizontal, uma ao lado da outra, num local onde a aceleração da

gravidade vale 10 m/s2. A cadeira tem massa de 5 kg e a altura da mesa é de 0,80 m. Qual é o trabalho que deve ser

realizado pelo conjunto de forças que um homem aplica à cadeira para colocá-la de pé sobre a mesa? Resposta: W = 40 J

8) Duas caixas d’ água cilíndricas idênticas possuem 3,0 m de altura e áreas da base 2 m2. As duas caixas contêm água até a

metade e estão interligadas como mostra a figura. Determine o trabalho realizado pela bomba B, em unidades de 103 J,

para esvaziar uma caixa e encher a outra completamente. Despreze o volume da água contido nos dutos de conexão e os

efeitos de atrito da água. Adote g = 10 m/s2 e a densidade da água = 10

3 kg/m

3.

Resposta: W = 45·103 J

9) Uma tora cilíndrica de 60 kg, cujo centro de massa (C) coincide com o seu centro geométrico, é levantada num local onde

g = 10 m/s2, como mostra a figura. Até ser posta de pé, que energia potencial deve-se transferir para a tora?

a) 0,24 kJ

b) 0,60 kJ

c) 0,36 kJ

d) 0,72 kJ

e) 0,48 kJ

Resposta: A

10) Uma pequena esfera de 200 g é lançada obliquamente a partir do solo horizontal, onde se admite nula a sua energia

potencial gravitacional. O valor da componente vertical da velocidade v , no instante do lançamento, é 3 m/s, e o valor da

componente horizontal é 4 m/s. Supondo-se que a esfera esteja sujeita exclusivamente à ação da gravidade, determine

nesse vôo:

a) a sua energia mecânica;

b) a sua máxima energia potencial gravitacional.

Respostas: a) E = 2,5 J ; b) UGRAV = 0,9 J

11) Um brinquedo que muito agrada às crianças são os lançadores de objetos em uma pista. Considere que a mola da figura

abaixo possui uma constante elástica k = 8.000 N/m e massa desprezível. Inicialmente, a mola está comprimida de 2 cm e,

ao ser liberada, empurra um carrinho de massa igual a 200 g. O carrinho abandona a mola quando esta atinge o seu

comprimento relaxado, e percorre uma pista que termina em uma rampa. Considere que não há perda de energia

mecânica por atrito no movimento do carrinho.

a) Qual é a velocidade do carrinho quando ele

abandona a mola?

b) Na subida da rampa, a que altura o carrinho

tem velocidade de 2 m/s? Adote g = 10 m/s2.

Respostas: a) v = 4 m/s ; b) H = 0,6 m

12) Para deslocar tijolos, é comum vermos em obras de construção civil um operário no solo, lançando tijolos para outro que se

encontra postado no piso superior. Considerando o lançamento vertical a resistência do ar nula, a aceleração da gravidade

igual a 10 m/s2 e a distância entre a mão do lançador e a do receptor 3,2 m, a velocidade com que cada tijolo deve ser

lançado para que chegue às mãos do receptor com velocidade nula deve ser de:

a) 5,2 m/s d) 8,0 m/s

b) 6,0 m/s e) 9,0 m/s

c) 7,2 m/s? Resposta: D

13) Um bloco de massa 5 kg se move sobre uma superfície horizontal e passa por um ponto A com velocidade de 10 m/s. Em

seguida, atinge uma rampa, como mostra a figura, e sobe até o ponto B, que está a 2 m de altura. Sabe-se que g = 10 m/s2.

A energia mecânica dissipada pelo atrito no percurso de A a B, em joules, foi de:

a) 50

b) 200

c) 100

d) 250

e) 150.

Resposta: E

14) Um bloco de 2 kg é lançado do topo de um plano inclinado, com velocidade escalar de 5 m/s, conforme indica a figura.

Durante a descida, atua sobre o bloco uma força de atrito constante de intensidade 7,5 N, que faz o bloco parar, após

deslocar-se 10 m. Calcule a altura H, desprezando o efeito do ar e adotando g = 10 m·s–2

.

a) 1,25 m

b) 3,75 m

c) 2,00 m

d) 5,00 m

e) 2,50 m

Resposta: E

15) De acordo com o manual do proprietário, um carro de massa 1.000 kg, numa pista horizontal, acelera de 0 a 108 km/h em

10 segundos. Despreze o efeito do ar. Qual a potência média fornecida pelo motor para produzir essa aceleração?

a) 15 kW d) 60 kW

b) 30 kW e) 90 kW

c) 45 kW Resposta: C

16) Um automóvel de massa 1.200 kg percorre um trecho de estrada em aclive, com inclinação de 30º em relação à horizontal,

com velocidade constante de 60 km/h. Considere que o movimento seja retilíneo e despreze as perdas por atrito. Tomando

g = 10 m/s2, a potência desenvolvida pelo veículo será de:

a) 30 kW d) 100 kW

b) 50 kW e) 120 kW

c) 60 kW Resposta: D