Trabalho e Energia

Lista de 10 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Trabalho e Energia com questões de Vestibulares.


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1. (PUC-SP) Uma partícula de massa m deslocando-se a uma velocidade v possui uma energia cinética de 100j. Se dobramos sua massa e triplicamos a sua velocidade, a sua energia cinética apresentará um novo valor igual a

  1. 1 800 J
  2. 600 J
  3. 400 J
  4. 200 J
  5. 100 J

Resposta: A

Resolução: A energia cinética (K) de uma partícula é dada por:

K=1/2 MV²

K é a energia cinética.

m é a massa da partícula.

v é a velocidade da partícula.

Inicialmente, temos uma partícula com massa m e velocidade v com uma energia cinética de 100 J, ou seja:

2. (FM-Itajubá-MG) Um corpo de massa de 2,0 kg, inicialmente em repouso, é puxado sobre uma superfície horizontal sem atrito por uma força constante, também horizontal, de 4,0 N. Qual será sua energia cinética após percorrer 5,0 m?

  1. 0 joule
  2. 20 joules.
  3. 10 joules.
  4. 40 joules.
  5. Nenhum dos resultados citados.

Resposta: B

Resolução:

3. (UFMG) Uma força constante de 10N atua sobre um corpo que se desloca perpendicularmente a essa força. Sabendo-se que o deslocamento do corpo foi de 4,00 m, o trabalho realizado por essa força, em Joules, foi de

  1. zero
  2. 40 J
  3. 10 J
  4. 4,0 J
  5. 20 J

Resposta: A

Resolução:

O trabalho realizado por uma força é dado por:

W = F * d * cosθ

onde:

W é o trabalho realizado

F é a força

d é o deslocamento

θ é o ângulo entre a força e o deslocamento

No caso deste problema, temos:

F = 10 N

d = 4,00 m

θ = 90°

Portanto:

W = 10 N * 4,00 m * cos(90°)

W = 10 N * 4,00 m * 0

W = 0 J

Portanto, o trabalho realizado pela força é zero, pois o ângulo entre a força e o deslocamento é de 90°.

Aqui está uma explicação mais detalhada:

Ângulo de 90°

Quando o ângulo entre a força e o deslocamento é de 90°, o trabalho realizado pela força é zero. Isso ocorre porque a força não está exercendo nenhuma componente de força na direção do deslocamento.

4. (PUC-MG)Não realiza trabalho:

  1. a força de resistência do ar;
  2. a força peso de um corpo em queda livre;
  3. a força centrípeta em um movimento circular uniforme;
  4. a força de atrito durante a frenagem de um veículo;
  5. a tensão no cabo que mantém um elevador em movimento uniforme.

Resposta: C

Resolução:

5.(FGV) Em alguns países da Europa, os radares fotográficos das rodovias, além de detectarem a velocidade instantânea dos veículos, são capazes de determinar a velocidade média desenvolvida pelos veículos entre dois radares consecutivos.

Considere dois desses radares instalados em uma rodovia retilínea e horizontal. A velocidade instantânea de certo automóvel, de 1 500 kg de massa, registrada pelo primeiro radar foi de 72 km/h. Um minuto depois, o radar seguinte acusou 90 km/h para o mesmo automóvel.

O trabalho realizado pela resultante das forças agentes sobre o automóvel foi, em joules, mais próximo de

  1. 1,5 - 104.
  2. 5,2 - 104.
  3. 7,5 - 104.
  4. 1,7 - 105.
  5. 3,2 - 105.

Resposta: D

Resolução:

6. (UFPE) Um objeto com massa 1,0 kg, lançado sobre uma superfície plana com velocidade inicial de 8,0 m/s, se move em linha reta, até parar. O trabalho total realizado pela força de atrito sobre o objeto é, em J:

  1. + 4,0
  2. – 8,0
  3. + 16
  4. – 32
  5. + 64

Resposta: D

Resolução:

O trabalho realizado pela força de atrito é sempre negativo, pois a força de atrito atua na direção oposta ao deslocamento do objeto.

No caso deste problema, o objeto se move em linha reta, até parar. Isso significa que a força de atrito fez com que a energia cinética do objeto diminuísse até zero.

Aqui está uma explicação mais detalhada:

Força de atrito

A força de atrito é uma força que atua entre duas superfícies em contato. A força de atrito atua na direção oposta ao movimento do objeto.

Trabalho realizado pela força de atrito

O trabalho realizado pela força de atrito é dado por:

W_f = F_f d

onde:

W_f é o trabalho realizado pela força de atrito

F_f é a força de atrito

d é o deslocamento

No caso deste problema, a força de atrito é negativa, pois atua na direção oposta ao deslocamento do objeto.

Energia cinética

A energia cinética é a energia de movimento de um objeto. A energia cinética é dada por:

E_k =1/2 MV²

onde:

E_k é a energia cinética

m é a massa do objeto

v é a velocidade do objeto

No caso deste problema, o objeto se move em linha reta, até parar. Isso significa que a energia cinética do objeto diminuiu até zero.

Resposta

O trabalho realizado pela força de atrito é dado por:

W_f = -E_k

W_f = -32 J

7. (ITA) Um projétil de massa m = 5,00g atinge perpendicularmente uma parede com velocidade do módulo V = 400m/s e penetra 10,0cm na direção do movimento. (Considere constante a desaceleração do projétil na parede e admita que a intensidade da força aplicada pela parede não depende de V).

  1. Se V = 600m/s a penetração seria de 15,0cm.
  2. Se V = 600m/s a penetração seria de 225,0cm.
  3. Se V = 600m/s a penetração seria de 22,5cm.
  4. Se V = 600m/s a penetração seria de 150cm.
  5. A intensidade da força imposta pela parede à penetração da bala é 2,00N

Resposta: C

Resolução:

8. (FUVEST) Uma criança estava no chão. Foi então levantada por sua mãe que a colocou em um escorregador a uma altura de 2,0m em relação ao solo. Partindo do repouso, a criança deslizou e chegou novamente ao chão com velocidade igual a 4m/s. Sendo T o trabalho realizado pela mãe ao suspender o filho, e sendo a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, a energia dissipada por atrito, ao escorregar, é aproximadamente igual a

  1. 0,1 T
  2. 0,2 T
  3. 0,6 T
  4. 0,9 T
  5. 1,0 T

Resposta: D

Resolução:

9. (Fuvest) Uma esteira rolante transporta 15 caixas de bebida por minuto, de um depósito no subsolo até o andar térreo. A esteira tem comprimento de 12m, inclinação de 30° com a horizontal e move-se com velocidade constante. As caixas a serem transportadas já são colocadas com a velocidade da esteira. Se cada caixa pesa 200N, o motor que aciona esse mecanismo deve fornecer a potência de:

  1. 20 W
  2. 40 W
  3. 300 W
  4. 600 W
  5. 1800 W

Resposta: E

Resolução:

10. (UFSM) Não se percebe a existência do ar num dia sem vento; contudo, isso não significa que ele não existe. Um corpo com massa de 2 kg é abandonado de uma altura de 10m, caindo verticalmente num referencial fixo no solo. Por efeito da resistência do ar, 4J da energia mecânica do sistema corpo-Terra se transformam em energia interna do ar e do corpo. Considerando o módulo de aceleração da gravidade como g= 10m/s2 , o corpo atinge o solo com velocidade de módulo, em m/s, de

  1. 12.
  2. 14.
  3. 15.
  4. 16.
  5. 18.

Resposta: B

Resolução:

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