Questõessobre Energia Mecânica e sua Conservação

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d4a79ecb-73
UDESC 2010 - Física - Cinemática Vetorial, Dinâmica, Cinemática, Energia Mecânica e sua Conservação

Considere o “looping” mostrado na Figura 2, constituído por um trilho inclinado seguido de um círculo. Quando uma pequena esfera é abandonada no trecho inclinado do trilho, a partir de determinada altura, percorrerá toda a trajetória curva do trilho, sempre em contato com ele.

Imagem 002.jpg

Sendo v a velocidade instantânea e a a aceleração centrípeta da esfera, o esquema que melhor representa estes dois vetores no ponto mais alto da trajetória no interior do círculo é:

A
Imagem 003.jpg
B
Imagem 004.jpg
C
Imagem 005.jpg
D
Imagem 006.jpg
E
Imagem 007.jpg
cf4c0f7f-73
UDESC 2010 - Física - Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação

Uma partícula com massa de 200 g é abandonada, a partir do repouso, no ponto “A” da Figura 1. Desprezando o atrito e a resistência do ar, pode-se afirmar que as velocidades nos pontos “B” e “C” são, respectivamente:

Imagem 001.jpg

A
( ) 7,0 m/s e 8,0 m/s
B
( ) 5,0 m/s e 6,0 m/s
C
( ) 6,0 m/s e 7,0 m/s
D
( ) 8,0 m/s e 9,0 m/s
E
( ) 9,0 m/s e 10,0 m/s
3411a83d-1b
UNESP 2017 - Física - Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação, Acústica

Define-se a intensidade de uma onda (I) como potência transmitida por unidade de área disposta perpendicularmente à direção de propagação da onda. Porém, essa definição não é adequada para medir nossa percepção de sons, pois nosso sistema auditivo não responde de forma linear à intensidade das ondas incidentes, mas de forma logarítmica. Define-se, então, nível sonoro (β) como sendo β dado em decibels (dB) e I0 = 10–12 W/m2 .

Supondo que uma pessoa, posicionada de forma que a área de 6,0 × 10–5 m2 de um de seus tímpanos esteja perpendicular à direção de propagação da onda, ouça um som contínuo de nível sonoro igual a 60 dB durante 5,0 s, a quantidade de energia que atingiu seu tímpano nesse intervalo de tempo foi

A
1,8 × 10–8 J.
B
3,0 × 10–12 J.
C
3,0 × 10–10 J.
D
1,8 × 10–14 J.
E
6,0 × 10–9 J.
331cccee-d4
USP 2017 - Física - Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação

O projeto para um balanço de corda única de um parque de diversões exige que a corda do brinquedo tenha um comprimento de 2,0 m. O projetista tem que escolher a corda adequada para o balanço, a partir de cinco ofertas disponíveis no mercado, cada uma delas com distintas tensões de ruptura.

A tabela apresenta essas opções.



Ele tem também que incluir no projeto uma margem de segurança; esse fator de segurança é tipicamente 7, ou seja, o balanço deverá suportar cargas sete vezes a tensão no ponto mais baixo da trajetória. Admitindo que uma pessoa de 60 kg, ao se balançar, parta do repouso, de uma altura de 1,2 m em relação à posição de equilíbrio do balanço, as cordas que poderiam ser adequadas para o projeto são


Note e adote:

Aceleração da gravidade: 10 m/s2 .

Desconsidere qualquer tipo de atrito ou resistência ao movimento e ignore a massa do balanço e as dimensões da pessoa.

As cordas são inextensíveis.

A
I, II, III, IV e V.
B
II, III, IV e V, apenas.
C
III, IV e V, apenas.
D
IV e V, apenas.
E
V, apenas.
cf9da5fa-be
UFPR 2017 - Física - Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação

Um trem se desloca em movimento retilíneo uniforme numa dada seção reta de trilhos. Sabe-se que, nesse movimento, analisado num referencial inercial, a energia cinética do trem vale K = 10 MJ e a quantidade de movimento (ou momento linear) vale (em módulo) p = 1 x 106 kg∙m/s. Com base nesses dados, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do deslocamento realizado pelo trem num intervalo de 10 minutos executando esse movimento.

A
1,2 km.
B
10 km.
C
12 km.
D
100 km.
E
120 km.
30b26596-6a
UERJ 2017, UERJ 2017 - Física - Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação, Colisão

A lei de conservação do momento linear está associada às relações de simetrias espaciais.

Nesse contexto, considere uma colisão inelástica entre uma partícula de massa M e velocidade V e um corpo, inicialmente em repouso, de massa igual a 10M.

Logo após a colisão, a velocidade do sistema composto pela partícula e pelo corpo equivale a:


A
V/10
B
10V
C
V/11
D
11V
4b4a35fd-30
PUC - RS 2015 - Física - Fundamentos da Cinemática, Dinâmica, Cinemática, Trabalho e Energia, Energia Mecânica e sua Conservação, Impulso e Quantidade de Movimento, Colisão

INSTRUÇÃO: Para responder à questão, analise a situação a seguir.

Duas esferas – A e B – de massas respectivamente iguais a 3 kg e 2 kg estão em movimento unidimensional sobre um plano horizontal perfeitamente liso, como mostra a figura 1.

Figura 1:

Inicialmente as esferas se movimentam em sentidos opostos, colidindo no instante t1 . A figura 2 representa a evolução das velocidades em função do tempo para essas esferas imediatamente antes e após a colisão mecânica.

Figura 2:

Sobre o sistema formado pelas esferas A e B, é correto afirmar:


A
Há conservação da energia cinética do sistema durante a colisão.
B
Há dissipação de energia mecânica do sistema durante a colisão.
C
A quantidade de movimento total do sistema formado varia durante a colisão.
D
A velocidade relativa de afastamento dos corpos após a colisão é diferente de zero.
E
A velocidade relativa entre as esferas antes da colisão é inferior à velocidade relativa entre elas após colidirem.
c6a37468-3b
UNESP 2017 - Física - Oscilação e Ondas, Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação, Movimento Harmônico

Observe o poema visual de E. M. de Melo e Castro.


Suponha que o poema representa as posições de um pêndulo simples em movimento, dadas pelas sequências de letras iguais. Na linha em que está escrita a palavra pêndulo, indicada pelo traço vermelho, cada letra corresponde a uma localização da massa do pêndulo durante a oscilação, e a letra P indica a posição mais baixa do movimento, tomada como ponto de referência da energia potencial. Considerando as letras da linha da palavra pêndulo, é correto afirmar que

A
a energia cinética do pêndulo é máxima em P.
B
a energia potencial do pêndulo é maior em Ê que em D.
C
a energia cinética do pêndulo é maior em L que em N.
D
a energia cinética do pêndulo é máxima em O.
E
a energia potencial do pêndulo é máxima em P.
6ebdf745-1d
UNICAMP 2016 - Física - Dinâmica, Trabalho e Energia, Energia Mecânica e sua Conservação

Uma estrela de nêutrons é o objeto astrofísico mais denso que conhecemos, em que uma massa maior que a massa do Sol ocupa uma região do espaço de apenas alguns quilômetros de raio. Essas estrelas realizam um movimento de rotação, emitindo uma grande quantidade de radiação eletromagnética a uma frequência bem definida. Quando detectamos uma estrela de nêutrons através desse feixe de radiação, damos o nome a esse objeto de Pulsar. Considere que um Pulsar foi detectado, e que o total de energia cinética relacionada com seu movimento de rotação equivale a 2×1042 J. Notou-se que, após um ano, o Pulsar perdeu 0,1% de sua energia cinética, principalmente em forma de radiação eletromagnética. A potência irradiada pelo Pulsar vale
(Se necessário, utilize a aproximação 1 ano ~ 3,6×107 s.)

A
7,2 1046 W.
B
2,0 1039 W.
C
5,6 1031 W.
D
1,8 1042 W.
fff0b037-e1
USP 2016 - Física - Dinâmica, Leis de Newton, Energia Mecânica e sua Conservação

Helena, cuja massa é 50 kg, pratica o esporte radical bungee jumping. Em um treino, ela se solta da beirada de um viaduto, com velocidade inicial nula, presa a uma faixa elástica de comprimento natural L0 = 15 m e constante elástica k = 250 N/m. Quando a faixa está esticada 10 m além de seu comprimento natural, o módulo da velocidade de Helena é

Note e adote:
Aceleração da gravidade: 10 m/s2.
A faixa é perfeitamente elástica; sua massa e efeitos dissipativos devem ser ignorados.

A
0 m/s
B
5 m/s
C
10 m/s
D
15 m/s
E
20 m/s
58b33bc2-d8
PUC - SP 2016 - Física - Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação

Um aluno resolve colocar em prática seus conhecimentos de Física enquanto brinca com os colegas em um balanço de corda única de comprimento L (figura 1). Ele deseja que, ao passar pelo ponto mais baixo da trajetória, a tração na corda corresponda a 3/2 de seu peso. Após alguns cálculos, ele, depois de sentar-se no balanço, pede para queum colega posicione o balanço conforme indicado na figura 2. Considerando desprezíveis todas as formas de atrito e que, no início do movimento, o balanço está com a corda esticada, parte do repouso e descreve uma trajetória circular, qual o ângulo α encontrado por ele?

Para o exercício, adote os seguintes valores quando necessário:

 

A
42,1
B
45,3
C
48,6
D
54,1
51260126-37
PUC - RS 2016 - Física - Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação

INSTRUÇÃO: Para responder à questão, analise a situação a seguir e a figura que a representa. 

Um pêndulo simples e de massa m oscila, a partir do repouso na posição 1, livre de qualquer tipo de força dissipativa. A fi gura abaixo representa algumas das posições ocupadas pela massa m durante um ciclo de seu movimento oscilatório, em um campo gravitacional constante e vertical para baixo.



Sobre as energias cinética (EC), potencial gravitacional (EP) e mecânica (EMEC), medidas para a massa m em relação ao referencial h, é correto afirmar:

A
Ec2 = Ep1
B
Ec2 < Ec3
C
EMEC1 > EMEC2
D
Ep3 > Ep1
E
Ep2 > Ep3
45b06ded-80
UDESC 2011 - Física - Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação

Uma estação de esqui possui seu ponto mais alto a 4840 m acima do nível do mar. Um esquiador de massa 80,0 kg parte do repouso do seu ponto mais alto, descendo até a metade da altitude da montanha.
Considerando que os efeitos de atrito e a resistência do ar dissipam 1920 kJ da energia mecânica até esse ponto, assinale a alternativa que contém a velocidade do esquiador nessa altitude.

A
22,0 m/s
B
200 m/s
C
20,0 m/s
D
220 m/s
E
221 m/s
75ddb8ac-ad
FGV 2015 - Física - Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação

      Criança feliz é aquela que brinca, fato mais do que comprovado na realidade do dia a dia. A brincadeira ativa, a que faz gastar energia, que traz emoção, traz também felicidade. Mariana é uma criança que foi levada por seus pais para se divertir em um parquinho infantil.

Nesse parquinho infantil, há dois escorregadores de mesma altura h relativamente ao chão. Um deles é retilíneo (R) e outro é curvilíneo (C) em forma de tobogã, como indica a figura.
            

Ao escorregar por R, de seu ponto superior até o nível do chão, Mariana teve uma perda de energia mecânica de 10% em relação a uma queda livre dessa altura. Ao escorregar por C, nas mesmas condições, ela teve uma perda de 15% de energia mecânica em relação a uma queda livre. A relação entre a velocidade final de Mariana ao sair de R e a velocidade final ao sair de C vale

A
√ 18 ⁄ 17.
B
√ 3 ⁄ 2.
C
18/17.
D
3/2.
E
5/4.
75e5613c-ad
FGV 2015 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal, Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação, Força Gravitacional e Satélites

A nave americana New Horizons passou, recentemente, bem perto da superfície de Plutão, revelando importantes informações a respeito desse planeta anão. Ela orbitou a uma distância d do centro de Plutão, cuja massa é 500 vezes menor que a da Terra, com uma velocidade orbital VP. Se orbitasse ao redor da Terra, a uma distância 2d de seu centro, sua velocidade orbital seria VT. A relação VT/VP entre essas velocidades valeria √10 multiplicada pelo fator

A
2.
B
3.
C
4.
D
5.
E
10.
75d75485-ad
FGV 2015 - Física - Dinâmica, Leis de Newton, Energia Mecânica e sua Conservação, Impulso e Quantidade de Movimento

Criança feliz é aquela que brinca, fato mais do que comprovado na realidade do dia a dia. A brincadeira ativa, a que faz gastar energia, que traz emoção, traz também felicidade. Mariana é uma criança que foi levada por seus pais para se divertir em um parquinho infantil.

Em uma das oscilações, Mariana partiu do extremo, de uma altura de 80 cm acima do solo e, ao atingir a posição inferior da trajetória, chutou uma bola, de 0,5 kg de massa, que estava parada no solo. A bola adquiriu a velocidade de 24 m/s imediatamente após o chute, na direção horizontal do solo e do movimento da menina. O deslocamento de Mariana, do ponto extremo até o ponto inferior da trajetória, foi realizado sem dissipação de energia mecânica. Considere a massa de Mariana igual a 12 kg, e a aceleração da gravidade com o valor 10 m/s2 . A velocidade de Mariana, imediatamente após o chute na bola, passou a ser, em m/s, de

A
2,0.
B
2,4.
C
3,0.
D
3,2.
E
3,6.
c15fa267-9a
PUC-GO 2015 - Física - Fundamentos da Cinemática, Dinâmica, Leis de Newton, Cinemática, Trabalho e Energia, Energia Mecânica e sua Conservação

    O Texto 3 traz a passagem “Mãos de oito anos já suportam a alça de um balde com água". Suponha que um balde de massa desprezível, contendo 5 litros de água, seja puxado verticalmente por uma corda a partir da lâmina d'água de um poço a 18 metros da borda. Adotando-se a aceleração da gravidade e a densidade da água do poço como, respectivamente, 10 m/s2 e 1000 kg/m3 e desprezando-se todas as forças dissipativas, pode-se afirmar que (analise os itens que se seguem):

      dado: 1 m3 = 1000 litros.

I- Se o balde subir com uma velocidade constante de 2 m/s, a força aplicada pela corda sobre ele será igual a 50 N.

II- Se o balde subir com uma aceleração de 2 m/s2 , a força aplicada pela corda sobre ele será 55 N.

III- Se o balde subir com uma aceleração de 1 m/s2 , o trabalho resultante realizado sobre ele ao ser puxado até a superfície será igual a 900 J.

IV- Se o balde for puxado com uma aceleração de 1 m/s2 a partir do repouso e levar 6 segundos para percorrer os 18 metros, então a potência aplicada pela força resultante será de 15 W.

Com base nas afirmações anteriores, marque a alternativa em que todos os itens estão corretos:

TEXTO 3

                              A dor do mundo

      Eu não queria sair do meu brinquedo. Eu escrevia versos na areia na clara areia sob a paineira frondosa ou pensava mundos com a mão enquanto mexia com a terra. Eram formas de nada que acabavam compondo seres estranhos, animais de outro mundo, fantasmas, tudo o que a areia podia fornecer às minhas mãos de oito anos. Mas mãos de oito anos já suportam a alça de um balde com água, ou um feixe de gravetos para ajudar a fazer fogo no fogão a lenha. Mãos de oito anos já podem fazer coisas concretas, como tirar água da cisterna se o balde não for muito grande. Elas não servem apenas para criar mundos com terra molhada ou escrever poemas na areia seca. Não se pode dizer que é feio ser pobre, mas não há como negar que a pobreza dói. E essa dor sentida pelo adulto é intuída pela criança das mais variadas formas. Todas elas repousam na intrincada natureza do não. Era tão simples o meu modo de brincar. Do que vivenciei na infância, ficaram os mais puros fios de tristeza. As alegrias ficaram nas intenções de ser. As mais puras veias de dor. As sensações de não compreensão por estar ali, fazendo o quê? O que fazia ali, um menino com dor de ter de ficar ali, no canto do mundo, mirando e mirando as coisas em si? Todas elas ali, do mesmo jeito do monte de lenha, ou das galinhas no terreiro que aprendi desde cedo a entender sua forma enigmática de olhar o mundo. Elas olhavam ao ar como se vissem algo que pudesse anunciar um estranhamento qualquer com que se devesse ter cuidado. O universo das galinhas é uma espécie de síntese crucial da humanidade. Uma de minhas obrigações era colher os ovos nos ninhos esparramados pelo quintal. Eu gostava e não gostava de fazer esse trabalho. De procurar eu gostava. Os ninhos ficavam bem escondidos e arquitetonicamente perfeitos. Eram construídos em espaços difíceis. Ao construírem seus ninhos, as galinhas optam pelo difícil, como os bons poetas. Suas escolhas se apresentam desde a topologia do lugar onde constroem até o detalhamento, a perfeição na elaboração do ninho. Havia ninhos que ficavam suspensos em filetes secos, ramos complexos, espaços abertos. Havia ninhos que ficavam suspensos e presos por poucos ramos. Mas ficavam muito bem protegidos. Encontrá-los era uma emoção, era uma quase de felicidade. Sempre era nova a sensação. Se acontecesse da galinha estar no ninho, eu me afastava rapidamente e da maneira mais delicada possível. Ela poderia se assustar e aquele era um momento mágico. Eu só me aproximava do ninho, na ausência da galinha. Daí, ao ver aquilo, como se fosse a primeira vez que eu via um ninho e ainda mais precioso, como se fosse a primeira vez que eu visse um ninho de galinha com ovos, então eu ficava a contemplar por um tempo, sem saber o que fazer a não ser olhar pro ninho e olhar pros ovos e olhar pro ninho com ovos e ficar olhando. A forma de composição era tão perfeita e tão bonita que minhas mãos não conseguiam tocar os ovos. Era a profunda sensação do proibido que me invadia. Na verdade, era uma espécie de crime o que a gente cometia. Imaginemos como a galinha se sentia ao ver o seu belo ninho quase completamente esvaziado. Eu deixava só um, o endez, para ela não abandonar o ninho. Era bom, por outro lado, encher de ovos o cestinho de vime e ir correndo mostrar pra minha mãe o meu grande feito. Algumas vezes, e isso era raro, surgia entre os ovos, uns dois ou três azuis. Era muito bonito e a gente mostrava pra todo o mundo. Esse universo de aves e ninhos é muito rico e muito próximo do processo de composição artístico. Guimarães Rosa mostrou isso de forma maravilhosa na sua narrativa Uns inhos engenheiros, criando uma analogia entre o processo de criação do ninho do pássaro e o poema lírico. Para mim, a relação era totalmente lúdica.

                                       (GONÇALVES, Aguinaldo. Das estampas. São Paulo: Nankin, 2013. p. 64-65.)

A
I e II.
B
I e IV.
C
II e III.
D
III e IV.
1b2ca1e5-96
CEDERJ 2014 - Física - Energia Mecânica e sua Conservação

Dois blocos de massas m1 e m2 são abandonados, simultaneamente, de uma mesma altura h, sobre as superfícies de dois planos inclinados distintos, dispostos sobre uma base horizontal, como ilustra a figura. Os blocos deslizam sem atrito até atingirem a base. Assinale a alternativa que representa as relações entre os módulos v1 e v2 das velocidades com que cada um dos blocos chega à base, bem como as relações entre os tempos t1 e t2 que eles levam para isto, respectivamente.

                                     


A
v1 < v2 ; t1 = t2
B
v1 < v2 ; t1 > t2
C
v1 = v2 ; t1 = t2
D
v1 = v2 ; t1 > t2
949dc2ad-7f
ENEM 2015 - Física - Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação

   Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km/h.




   Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m2, que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9,0 m2 e rendimento de 30%.

Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de


A
1.0 s.
B
4.0 s.
C
10 s.
D
33 s.
E
300 s.
fc2a4b67-3b
USP 2014 - Física - Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação

A figura abaixo mostra o gráfico da energia potencial gravitacional U de uma esfera em uma pista, em função da componente horizontal x da posição da esfera na pista.



A esfera é colocada em repouso na pista, na posição de abscissa x = x1, tendo energia mecânica E < 0. A partir dessa condição, sua energia cinética tem valor


Note e adote:

desconsidere efeitos dissipativos.

A
máximo igual a |U0|.
B
igual a |E| quando x = x3.
C
mínimo quando x = x2.
D
máximo quando x = x3.
E
máximo quando x = x2.