Questõessobre Energia Mecânica e sua Conservação

No desenvolvimento do sistema amortecedor de queda de um elevador de massa m, o engenheiro projetista impõe que a mola deve se contrair de um valor máximo d, quando o elevador cai, a partir do repouso, de uma altura h, como ilustrado na figura ao lado. Para que a exigência do projetista seja satisfeita, a mola a ser empregada deve ter constante elástica dada por


Note e adote: forças dissipativas devem ser ignoradas; a aceleração local da gravidade é g.



                                        

 Responder à questão  com base na figura abaixo, que representa o trecho de uma montanha-russa pelo qual se movimenta um carrinho com massa de 400 kg. A aceleração gravitacional local é de 10 m/s2 . 





Partindo do repouso (ponto A), para que o carrinho passe pelo ponto B com velocidade de 10 m/s, desprezados todos os efeitos dissipativos durante o movimento, a altura hA, em metros, deve ser igual a

Um joule é a quantidade de energia capaz de deslocar apenas horizontalmente um objeto com peso de 1N por um metro.

Quando uma moeda é impulsionada sobre uma mesa, ela se desloca e para devido à força de atrito; logo a energia cinética inicial da moeda se transformou em energia potencial.

Quando a bicicleta está percorrendo um trecho em declive, em vez de simplesmente freá-la com sistemas tradicionais, parte da energia que promoveria o aumento da velocidade é armazenada no sistema da Smart Whell, podendo ser aproveitada em trechos planos ou aclives. Um ciclista de 80 kg, que está utilizando uma bicicleta com Smart Whell, percorre um trecho de comprimento 100 metros e desnível de 20 metros de altura, com velocidade constante de 10 m/s. A massa da bicicleta com a Smart Whell é 20 kg. Se o sistema é capaz de armazenar, no máximo, 20% do total da energia que seria dissipada nessa situação, a quantidade máxima de energia armazenada pela Smart Whell nesse trecho foi

Dois carros idênticos U e V sobem, respectivamente, as rampas planas I e II, de comprimentos iguais e inclinações diferentes. Suponha que a rampa II seja mais íngreme do que a rampa I. Considerando-se constantes e iguais em módulo as velocidades dos carros e denotando-se por P_U e P_V as potências empregadas pelos motores dos carros U e V, respectivamente, pode-se afirmar corretamente que

O trabalho realizado por uma força conservativa independe da trajetória, o que não acontece com as forças dissipativas, cujo trabalho realizado depende da trajetória. São bons exemplos de forças conservativas e dissipativas, respectivamente,

O Sol irradia energia para o espaço sideral . Essa energia tem origem na sua autocontração gravitacional. Nesse processo, os íons de hidrogênio (prótons) contidos no seu interior adquirem velocidades muito altas, o que os leva a atingirem temperaturas da ordem de milhões de graus. Com isso, têm início reações exotérmicas de fusão nuclear, nas quais núcleos de hidrogênio são fundidos, gerando núcleos de He (Hélio) e propiciando a produção da radiação, que é emitida para o espaço. Parte dessa radiação atinge a Terra e é a principal fonte de toda a energia que utilizamos.

Nesse contexto, a sequência de formas de energias que culmina com a emissão da radiação solar que atinge a terra é

Uma das competições dos X-games são as manobras dos esqueitistas em uma rampa em U. Um atleta parte do repouso do topo da rampa e através do movimento do seu corpo, de peso 800 N, consegue ganhar 600 J a cada ida e vinda na rampa, conforme ilustração a seguir.



Desprezando as perdas de energia e o peso do skate, o número mínimo de idas e vindas que o atleta deve realizar para atingir uma altura (h) de 3 m acima do topo da rampa é:

É correto afirmar que a energia mecânica do automóvel nos trechos AB, CD e EF, respectivamente,

Numa estação de esqui há duas pistas, uma para iniciantes e outra para pessoas mais experientes (profissionais). As duas pistas começam no topo de uma colina com uma altura de 320 m e terminam na base da mesma colina; contudo, a pista para pessoas mais experientes é mais curta e mais íngreme, conforme pode ser visto no cartaz informativo na base da estação (ver tabela a seguir).

                                                

Dois esquiadores, A e B, partem do repouso do topo da colina e percorrem toda a pista. O esquiador A vai pela pista para iniciantes, enquanto o esquiador B desce pela pista que se destina a profissionais. Admitindo que as forças de resistências sejam desprezíveis, podemos afirmar que

Em alguns parques de diversão, há um brinquedo radical que funciona como um pêndulo humano. A pessoa, presa por uma corda inextensível amarrada a um ponto fxo acima de sua cabeça, é erguida por um guindaste até uma altura de 20 m. A partir daí, ela é solta fazendo um movimento pendular. Veja a fgura.



Se admitirmos a aceleração da gravidade de 10 m/s² e desprezarmos qualquer tipo de atrito, a velocidade com que a pessoa passará no ponto A mais baixo da trajetória, em km/h, será de

Em relação ao fenômeno observado, pode-se afirmar que:

Para um poço de 60m de profundidade, o/a trabalhador/a deverá dispensar, ao operar a bomba por 15 minutos, uma energia mínima, aproximadamente igual a :

Em uma competição de salto em distância, um atleta de 70 kg tem, imediatamente antes do salto, uma velocidade na direção horizontal de módulo 10 m/s. Ao saltar, o atleta usa seus músculos para empurrar o chão na direção vertical, produzindo uma energia de 500 J, sendo 70% desse valor na forma de energia cinética. Imediatamente após se separar do chão, o módulo da velocidade do atleta é mais próximo de.

Dado que a força gravitacional é conservativa, o trabalho realizado para que a jovem desça de uma altura h independe do comprimento do tobogã.

No ponto final do salto, estando a corda totalmente esticada, o módulo da força elástica que a corda exerce sobre o indivíduo que salta é inferior a 1.000 N.

A energia potencial elástica da corda é uma função quadrática do estiramento.