Transcript lista 3 – ii unidade – trabalho e energia

Curso : Engenharia civil
Disciplina: Física Geral e Experimental 1
Professor(a):Rafael Machado dos Santos
Nome do Aluno(a): ___________________________________________________
Lista de Exercícios
01) Um homem de massa 75 kg sobe uma escada com 15 degraus em 10 s. Cada degrau possui 20 cm de altura e 30
cm de comprimento, dada a aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2, determine
a) O trabalho da força peso do homem ao subir a escada;
b) A potência média do peso do homem.
02) Um corpo se move numa trajetória retilínea, o gráfico da força no corpo em função da distância percorrida é
apresentado na figura a seguir
a) Entre que pontos da trajetória não há força atuando sobre o corpo, entre quais a força é motora e entre quais é
resistente?
b) Qual o trabalho da força entre os pontos 0 e 60 m?
03) Um carro de massa 3000 kg acelera sob ação de uma força constante de uma velocidade inicial de 18 km/h até
72 km/h, determine:
a) As energias cinéticas inicial e final do carro;
b) Qual o trabalho da força entre os instantes inicial e final?
c) Qual a força exercida para acelerar o carro num percurso de 500 m?
04) Uma bala de 50 g atinge um alvo com velocidade igual a 500 m/s e penetra 25 cm, sem sofrer desvio em
relação a trajetória inicial, até parar. Determinar a intensidade da força média de resistência oposta, pelo alvo, à
penetração.
05) Para retirar água de um poço utiliza-se uma bomba de potência útil 3675 W, a profundidade do poço é 30 m.
Calcular o volume de água que pode ser extraído em 24 h. A aceleração da gravidade é de 10 m/s2 e a massa
específica da água é 1000 kg/m3.
06) Um peso de 10 N é erguido, a partir do repouso, por uma força de 30 N até uma altura de 5 m, determinar:
a) O trabalho para erguer o peso até a altura dada;
b) O trabalho da força peso;
c) A velocidade do corpo ao atingir a altura dada.
Quando necessário adotar a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2.
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07) Um bloco de massa igual a 5 kg é lançado com velocidade constante de 0,4 m/s e choca-se com uma mola de
constante elástica 80 N/m. Desprezando o atrito entre o bloco e a superfície determine a máxima compressão
sofrida pela mola.
08) Uma pessoa empurrou um carro por uma distância de 26 m, aplicando uma força F de mesma direção e sentido
do deslocamento desse carro. O gráfico abaixo representa a variação da intensidade de F, em newtons, em função
do deslocamento d, em metros.
Desprezando o atrito, o trabalho total, em joules, realizado por F, equivale a:
a) 117
b) 130
c) 143
d) 156
09) Uma pessoa, com 80 kg de massa, gasta para realizar determinada atividade física a mesma quantidade de
energia que gastaria se subisse diversos degraus de uma escada, equivalente a uma distância de 450 m na vertical,
com velocidade constante, num local onde g=10 m/s2.
A tabela a seguir mostra a quantidade de energia, em joules, contida em porções de massas iguais de alguns
alimentos.
Considerando que o rendimento mecânico do corpo humano seja da ordem de 25%, ou seja, que um quarto da
energia química ingerida na forma de alimentos seja utilizada para realizar um trabalho mecânico externo por meio
da contração e expansão de músculos, para repor exatamente a quantidade de energia gasta por essa pessoa em sua
atividade física, ela deverá ingerir 4 porções de
a) castanha de caju.
b) batata frita.
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c) chocolate.
d) pizza de mussarela.
e) espaguete.
10) Usando um sistema formado por uma corda e uma roldana, um homem levanta uma caixa de massa m,
aplicando na corda uma força F que forma um ângulo θ com a direção vertical, como mostra a figura. O trabalho
realizado pela resultante das forças que atuam na caixa − peso e força da corda −, quando o centro de massa da
caixa é elevado, com velocidade constante v, desde a altura ya até a altura yb, é:
a) nulo.
b) F (yb – ya).
c) mg (yb – ya).
d) F cos ( θ ) (yb – ya).
e) mg (yb – ya) + mv2/2.
11) O Cristo Redentor, localizado no Corcovado, encontra-se a 710 m do nível no mar e pesa 1.140 ton.
Considerando se g = 10 m/s2 é correto afirmar que o trabalho total realizado para levar todo o material que
compõe a estátua até o topo do Corcovado foi de, no mínimo:
a) 114.000 kJ
b) 505.875 kJ
c) 1.010.750 kJ
d) 2.023.500 kJ
e) 8.094.000 kJ
12) o trabalho realizado por uma força F sobre uma partícula durante um deslocamento retilíneo de um
deslocamento é positivo ou negativos se
a) ângulo entre F e d é 30º;
b) o ângulo é 100º
c)
13) em 10 de agosto de 1972 um grande meteorito atravessou a atmosfera sobre o oeste dos estados unidos e do
Canadá como uma pedra que ricocheteia na água. A bola de fogo resultante foi tão forte que pode ser vista luz do
dia, era mais intensa que o rastro deixado por um meteorito comum. A massa do meteorito era aproximadamente de
4x106kg. Sua velocidade cerca de 15 km/s. Se tivesse entrado verticalmente na atmosfera terrestre ele teria atingido
a superfície da terra com aproximadamente a mesma velocidade.
a) calcule a perda de energia cinética do meteorito em joules que está associada ao impacto vertical
b) Expresso energia como múltiplo de energia explosiva de um megaton de TNT, que é 4,2x1015J.
c) A energia associada a explosão da bomba atômica de Hiroshima foi equivalente a 13 quilotons de TNT. Quantas
bombas de Hiroshima o impacto do meteorito equivalente?
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14) na figura abaixo um porco ensebado pode escolher entre três escorregadores para descer. Ordene os escorrega
de acordo com o trabalho que a fora gravitacional realiza sobre o porco durante cada descida, do maior para o
menor.
15) Em uma corrida, um pai tem metade da energia cinética do filho, que tem metade da massa do pai.
Aumentando sua velocidade em 1 m/s, o pai passa a ter a mesma energia cinética do filho. Quais são as
velocidades e escalares iniciais
a) do pai
b) e do filho
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