Questõessobre Energia Mecânica e sua Conservação

Admita que uma bala de fuzil AR-15 tem massa 20 g e é projetada no disparo com uma velocidade de 1 km/s. Considerando uma situação em que a bala atinja uma barra de madeira de 60 kg e 30 cm de espessura e que ela atravesse a barra saindo pelo lado oposto com uma velocidade de 100 m/s, a energia e a quantidade de movimento transferidas da bala para a barra de madeira serão, respectivamente:

Um experimento físico comumente usado para mostrar ondas estacionárias numa corda fixa nas duas extremidades é mostrado na figura abaixo. Consiste em um peso preso na extremidade de uma corda que passa por uma roldana; a outra extremidade da corda é presa a um oscilador mecânico que movimenta a corda para cima e para baixo em uma dada freqüência f. O comprimento L entre o oscilador e a roldana é fixo.

Podemos afirmar que

Quando Nelito fica parado sozinho bem no meio do andaime, o dinamômetro da esquerda marca 600 N. Quando fica parado mais afastado da esquerda, a leitura do dinamômetro da direita será:

Um ônibus em alta velocidade e uma azarada mariposa colidem frontalmente; em conseqüência do choque, a mariposa esparrama-se no pára-brisa. Podemos afirmar que

Ainda acerca do assunto tratado no texto I, responda à seguinte situação-problema: Considerando-se que a energia consumida pela esteira se deve ao trabalho desempenhado pela força (supostamente constante) que a jovem exerceu sobre a esteira para movimentá-la, como também à distância encontrada na questão anterior, a intensidade dessa força, em Newton(N), que a jovem exerce sobre a esteira, é:

Um Drone Phanton 4 de massa 1300 g desloca-se horizontalmente, ou seja, sem variação de altitude, com velocidade constante de 36,0 km/h com o objetivo de fotografar o terraço da cobertura de um edifício de 50,0 m de altura. Para obter os resultados esperados o sobrevoo ocorre a 10,0 m acima do terraço da cobertura. A razão entre a energia potencial gravitacional do Drone, considerado como um ponto material, em relação ao solo e em relação ao terraço da cobertura é

Quando a bola está subindo, a função matemática que descreve a energia cinética aumenta linearmente com o aumento da altura, e a energia potencial diminui linearmente com a altura.

Em toda a região Norte, o transporte fluvial é o principal meio de locomoção, seja em grandes embarcações, seja em pequenos barcos. Estima-se que trafegam cerca de 30 mil embarcações na Região, mas 10 mil não sofrem qualquer fiscalização. Segundo o Ministério da Defesa, nos últimos cinco anos, foram registrados 519 acidentes de navegação somente na região Norte. A maioria dos acidentes decorre de falhas humanas. Entretanto, muitos acidentes também ocorrem por falha no projeto e na construção das embarcações. Um pequeno barco típico da região, equipado com motor diesel tradicional, com velocidade em torno de 5 m/s, ao se chocar com um tronco boiando nas águas, imprime uma força de cerca de 2400 N sobre o obstáculo.

Com os dados do texto acima, desprezando todas as resistências, conclui-se que a potência (em kW) desenvolvida pela embarcação, no momento da colisão, é:

Um corpo de pequenas dimensões e massa 400 g é abandonado do repouso no topo do trilho ilustrado acima. O atrito é desprezível, o módulo da aceleração gravitacional é g = 10 m/s2 e, quando esse corpo passa pelo ponto de altura h/5, sua energia cinética, em relação ao trilho, é 4,00 J. Chegando ao ponto C, ele se choca frontalmente com um espelho plano disposto perpendicularmente à parte horizontal do trilho. Nesse instante, a velocidade do corpo, em relação à respectiva imagem conjugada no espelho, tem módulo

Quanto maior a energia cinética média das partículas, maior será a temperatura do gás.

A soma da energia cinética média de todas as partículas constitui a energia interna dos gases contidos nos recipientes A e B.

Salto com vara é uma modalidade do atletismo onde o saltador deve transpor um sarrafo, na maior altura possível sem derrubá-lo, usando uma vara de apoio. Podemos ordenar a sequência do salto com vara em cinco etapas, da seguinte forma: 1ª – a corrida de aproximação, que ocorre sobre uma pista horizontal; 2ª – o envergamento da vara, que inicia no momento em que a vara é fincada na caixa de apoio; 3ª – a impulsão quando o atleta é lançado para cima, pela vara flexionada; 4ª – a transposição, que é a passagem sobre o sarrafo no ápice do salto; 5ª – a queda, que termina com o saltador caindo sobre um colchão.

Assinale a alternativa que apresenta a descrição INCORRETA sobre as transformações de energia presentes num salto com vara.

Uma bola de borracha que se encontra, inicialmente, em repouso, é abandonada de uma altura de 90,0cm, medida em relação ao piso de uma sala. A bola choca-se com o piso, volta a subir verticalmente, atingindo uma altura h logo após o primeiro choque e, assim, sucessivamente, até parar.

Com base nos conhecimentos de mecânica, admitindo-se que a energia dissipada no primeiro choque da bola com o piso é igual a 35% da energia mecânica inicial da bola, é correto afirmar que h é igual a

    O Sol, a água, o vento, o petróleo, o carvão e o átomo são fontes que suprem o consumo atual de energia no mundo, mas, à medida que a população do Planeta cresce e os itens de conforto à disposição da espécie humana se multiplicam, aumenta também a demanda por energia, exigindo novas alternativas e técnicas de obtenção. 

DOCA, Ricardo Helou et al. Tópicos de Física, v. 1. São Paulo: Saraiva, 2007, p. 302.

Sobre a aplicação e a conversão da energia, que desempenha um papel essencial em todos os setores da vida, é correto afirmar:

Considere uma unidade de uma usina hidrelétrica que utiliza uma queda d’água de 5,0m de altura para gerar 20,0MW de potência elétrica.

Desprezando-se a resistência do ar, e admitindo-se o módulo da aceleração da gravidade local igual a 10m/s2 e a densidade da água, 1,0g/cm3, é correto afirmar:

O conceito de energia é de fundamental importância na física do corpo humano. Todas as suas atividades, incluindo o pensamento, envolvem trocas de energia. Mesmo em repouso, o corpo humano continua gastando energia, com uma potência da ordem de 102 W, na manutenção do funcionamento de seus órgãos, tecidos e células. Cerca de 25% dessa energia é usada pelo esqueleto e pelo coração, 20% pelo cérebro, 10% pelos rins e 27% pelo fígado e pelo baço.

(Emico Okuno et al. Física para ciências biológicas e biomédicas. Adaptado.)

De acordo com os dados do texto, durante o repouso, a quantidade de energia, em joules, utilizada pelo cérebro em um período de 8,0 horas é, aproximadamente,