Trabalho e Energia - Exercicios - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)
Brigadeiro
Brigadeiro6 de Março de 2013

Trabalho e Energia - Exercicios - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)

PDF (253.0 KB)
7 páginas
2Números de download
1000+Número de visitas
1Número de comentários
Descrição
Apostilas e exercicios de Física sobre o estudo do Tema do trabalho e energia.
20pontos
Pontos de download necessários para baixar
este documento
baixar o documento
Pré-visualização3 páginas / 7
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Pré-visualização finalizada
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Pré-visualização finalizada
Consulte e baixe o documento completo

Problemas-Tema 1: Trabalho e Energia

1.1 Uma caixa é arrastada sobe um piso áspero por uma força constante de 50 N. A força faz um ângulo de 37°, para cima, em relação ao pano horizontal. Uma força de atrito, de 10 N, opõe-se ao movimento, e a caixa é deslocada 3 m para a direita. a) Calcular o trabalho da força de 50 N. b) Calcular o trabalho da força de atrito. c) Determinar o trabalho líquido feito sobre a caixa por todas as forças atuantes. 1.2 Os vectores A e B são A=2i+3j e B=-i+2j. a) Determinar o producto escalar A⋅ B. b) Achar o ângulo θ entre A e B. 1.3 Uma partícula, no plano xy, sufre um deslocamento dado por s=(2i+3j) m, quando sob a acção de uma força F=(5i+2j) N. a) Calcular o módulo do deslocamento e o da força. b) Calcular o trabalho feito pela força F. 1.4 Uma força, que atua sobre uma partícula, varia, como mostra a Fig. 1. Achar o trabalho efectuado pela força quando a partícula se desloca a) de x=0 até x=8 m, b) de x=8 m até x=10 m e c) de x=0 até x=10 m. Fig. 1

1.5 Um bloco sobre uma superfície horizontal, lisa, está ligado a uma mola com a constante de força igual a 80 N/m. A mola está comprimida 3.0 cm em relação á posição de equilíbrio, como mostra a Fig. 2. Calcular o trabalho feito pela força da mola quando o bloco se move de xi=-3.0 cm até a posição xf=0, com a mola no equilíbrio. Fig. 2

1.6 Um arqueiro puxa a corda do arco, deslocando-a 0.40 m, mediante uma força que aumenta uniformemente de zero até 230 N. a) qual a constante de força equivalente do arco? b) Qual o trabalho feito para puxar a corda? 1.7 Uma pessoa Fx encontra-se, certo dia, no meio de um pântano. A força Fx que ela tem que fazer, na direcção x, para sair do pântano é (1000-50x), onde x está em m. a) Fazer o gráfico de Fx contra x. b) Qual a força média sobre a distância entre zero e x? c) Se, para sair do pântano, a pessoa tem que percorrer a distancia x=20 m, que trabalho terá que efectuar?

docsity.com

1.8 Um bloco de 6 kg está inicialmente em repouso e é puxado para a direita, sobre uma superfície horizontal lisa, por uma força horizontal de 12 N, como mostra a Fig. 3. a) Achar a velocidade do bloco depois de cobrir 3 m de distância. b) Achar a aceleração do bloco e determinar a velocidade final do bloco mediante as equações da cinemática. Fig. 3

1.9 Achar a velocidade final do bloco descrito no problema 1.8, se a superfície for áspera e o coeficiente de atrito cinético for 0.15. 1.10 Um bloco de massa 1.6 kg está preso numa mola eu tem a constante de força de 103 N/m, como na Fig. 2. Comprime-se a mola numa distância de 2 cm e depois solta-se o bloco, a partir do repouso. a) Calcular a velocidade do bloco ao passar pela posição de equilíbrio, em x=0, na hipótese de a superfície horizontal ser lisa. b) Calcular a velocidade do bloco, quando ele passa pela posição de equilíbrio, no caso uma força de atrito constante, de 4 N, retardar o seu movimento. 1.11 Um bloco de massa m é empurrado para cima de um plano inclinado, áspero, por uma força constante F paralela à superfície do plano, como esta na Fig. 4. O bloco percorre a distância d plano acima. a) Calcular o trabalho exercido pela força da gravidade nesse deslocamento. b) Calcular o trabalho feito pela força aplicada F. c) Achar o trabalho feito pela força de atrito cinético, sendo µ o coeficiente de atrito cinético. d) Achar o trabalho líquido feito sobre o bloco, nesse deslocamento.

Fig. 4

1.11 Um automóvel, a 48 km/h, pode parar, pela aplicação dos freios, numa distância mínima de 40 m. Se o mesmo automóvel estiver a 96 km/h, qual a distância mínima de frenagem?

docsity.com

1.12 Um elevador tem a massa de 1000 kg, e a carga máxima que tolera é 800 kg. Uma força de atrito constante, de 4000 N, retarda o seu movimento de subida, como mostra a Fig. 5. a) Qual deve ser a potência mínima do motor para fazer o elevador subir com a velocidade constante 3 m/s? b) Que potência o motor deve ter, em qualquer instante, para proporcionar, ao elevador, uma aceleração para cima de 1.0 m/s?

Fig. 5

1.13 Um carro tem a massa de 800 kg e a eficiência nominal de 14%. (Isto é, 14% da energia disponível no combustível são imprimidos às rodas.) Achar a quantidade de gasolina utilizada para acelerar o carro do repouso até 60 mi/h (27 m/s). Usar o fato de o equivalente de energia, em um galão (3.785 litros) de gasolina, ser 1.3x108 J. 1.14 Suponhamos que o carro descrito no problema anterior tenha o desempenho nominal de 35 mi/gal (aproximadamente, 15 km/lito) quando a 60 mi/h (96 km/h). Qual a potência impressa às rodas?. 1.15 Consideremos um carro de massa m que sobe, acelerando, uma ladeira, conforme mostra a Fig. 6. Vamos admitir que o módulo da força de atrito seja dado por F=(218+0.70v2) N, onde v é a velocidade em m/s. Calcular a potência que o motor deve transmitir às rodas se m=1450 kg, v=27 m/s (=96 km/h), a=1 m/s2 e θ=10°.

Fig. 6

docsity.com

Problemas – Tema 1- 2ª parte 2.1 Uma bola de massa m cai livremente de uma altura h acima do solo. a) Determinar a velocidade da bola quando estiver na altura y acima do solo, desprezando a resistência do ar. b) Determinar a velocidade da bola, na altura y, se a sua velocidade inicial for vi na altura inicial h. 2.2 Um pêndulo simples é constituído por uma esfera de massa m pendurada num fio leve de comprimento L (Fig. 1). A esfera é solta, em repouso, quando o fio faz um ângulo θ0 com a vertical, e não há atrito no pivô de sustentação, em O. a) Achar a velocidade da esfera quando estiver no seu ponto mais baixo, em b. b) Qual a tensão T no fio, em b. c) Se L=2.0 m, m=0.5 kg, e θ0=30°, achar a velocidade da esfera e a tensão no fio, em b.

Fig.1 2.3 Um bloco de 3 kg escorrega por um plano inclinado de 1 m de comprimento (Fig. 2). O bloco parte do repouso, no topo, e sofre uma força de atrito constante, de módulo 5 N; o ângulo de inclinação é 30°. a) Usar os métodos de energia a fim de determinar a velocidade do bloco no instante em que este chegar ao pé do plano inclinado. b) Verificar a resposta conseguida em a), usando a segunda lei de Newton para achar a aceleração. c) Se o plano for liso, sem atrito, calcular a velocidade final do bloco e a aceleração do deslizamento sobre o plano inclinado.

Fig.2

2.4 Uma criança de massa m desliza por um escorregador curvo, de altura h (Fig. 3), partindo do repouso, no topo do escorregador. a) Determinar a velocidade da criança no final do escorregador, admitindo a inexistência de atrito. Achar a velocidade para h=6 m. b) Se houvesse uma força de atrito actuando sobre a criança, qual seria o trabalho feito por essa força?.

docsity.com

2.5 Um esquiador parte do repouso, no topo de uma rampa lisa, com 20 m de altura (Fig. 4). No final da rampa, o esquiador encontra uma superfície rugosa, onde o coeficiente de atrito cinético entre os esquis e a neve é 0.21. Que distância o esquiador percorre na superfície horizontal antes de ficar em repouso? Fig.4

2.6 O mecanismo de disparo de uma arma de brinquedo é uma mola de constante de força desconhecida (Fig. 5). Pela compressão da mola em 0.12 m, a arma pode lançar uma bala esférica de 20 gr, até uma altura máxima de 20 m, quando o disparo é feito na vertical, a partir do repouso. Desprezando todas as forças resistivas, a) determinar o valor da constante da mola. b) Achar a velocidade do projéctil no instante em que passa pela posição de equilíbrio da mola (onde x=0).

Fig.5

2.7 Uma massa de 0.80 kg recebe uma velocidade inicial vi=1.2 m/s, para a direita, e colide com uma mola leve que tem a constante de força k=50 N/m (Fig. 6). a) Se a superfície não tiver atrito, calcular a compressão máxima inicial da mola depois da colisão. b) Se uma força de atrito, constante, actuar entre o bloco e a superfície, com µ=0.5, e se a velocidade do bloco, no instante da colisão com a mola, for vi=1.2 m/s, qual a compressão máxima da mola?.

Fig.6 2.8 Dois blocos estão ligados por um fio leve que passa por uma roldana que não tem atrito (Fig. 7). O bloco de massa m1 está sobre uma superfície áspera, preso a uma mola de constante de força k. O sistema é solto, em repouso, com a mola sem qualquer deformação. Calcular o coeficiente de atrito cinético entre m1 e a superfície, sabendo que o bloco m2 cai a distância vertical h até ficar em repouso. Fazer os cálculos para m1=0.50 kg, m2=0.30 kg, k=50 N/m e h=5.0x10-2 m.

Fig.7

docsity.com

Resoluções Tema 1 1.1 a) 120 J; b) –30 J; c) 90 J 1.2 a) 4; b) 60.3° 1.3 a) (13)1/2 m; (29)1/2 N; b) 16 J; c) ângulo entre F e s: θ=34.5 ° 1.4 a) 24.0 J; b) –3.0 J; c) 21.0 J 1.5 3.6x10-2 J 1.6 a) 575 N/m; b) 46.0 J 1.7 a) gráfico; b) (1000-25x) N; c) 10.0 kJ 1.8 a) 3.46 m/s; b) 3.46 m/s 1.9 1.78 m/s 1.10 a) 0.50 m/s; b) 0.39 m/s 1.11 a) –mgh; b) Fd; c) -µmgdcosθ; d) Fd-mgd(senθ+µcosθ); Cálculos para F=15; d=1.0 m; θ=25°, m=1.5 kg; µ=0.30: a) –6.2 J; b) 15 J; c) –4.0 J; d) 4.8 J 1.11(2) (mv2)/(2f); 160 m 1.12 a) 64.9 kW; b) (2.34x104 v) W 1.13 0.016 gal 1.14 62 kW 1.15 126 kW Tema 1-2ª parte 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 a) (2g(h-y))1/2; b) (vi2+2g(h-y))1/2 a) (2gL(1- cosθ0))1/2; b) mg(3-2cosθ0); c) 2.29 m/s; 6.21 N a) 2.54 m/s; b) 2.54 m/s; c) 3.13 m/s; 4.90 m/s2 a) (2gh)1/2; b) (1/2)mvf2-mgh; Se h=6m a) 10.8 m/s; Se vf=80 m/s; m=20 kg, e h=6 m b) –536 J 95.2 m a) 544 N/m; b) 19.7 m/s a) 0.152 m; b) 0.0924 m 0.345

docsity.com

docsity.com

comentários (1)
ronan.nolasco1
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
há 7 meses
Ótima iniciativa, obrigado!
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Docsity is not optimized for the browser you're using. In order to have a better experience we suggest you to use Internet Explorer 9+, Chrome, Firefox or Safari! Download Google Chrome