Questõessobre Energia Mecânica e sua Conservação

Em dois experimentos de mecânica, uma massa puntiforme desliza sobre duas rampas de mesmo comprimento, 5 m, e inclinações diferentes. Em um dos experimentos a distância horizontal percorrida pela massa é d_I = 3 m e no outro é d_II = 4 m. Suponha que ambas as massas partam do repouso e estejam sob a ação de um mesmo campo gravitacional uniforme e vertical, e despreze todos os atritos. Ao atingir o ponto final da rampa, a razão entre as velocidades das massas nos dois experimentos, V_II  ⁄  V_I é dada por

O sistema KERS (Kinetic Energy Recovery System), que pode ser traduzido como Sistema de Recuperação de Energia Cinética, foi sugerido pela primeira vez pelo físico Richard Feynman na década de 50. O sistema, que tem sido utilizado nos últimos anos nos carros de Fórmula 1 e agora também em carros de passeio, permite converter parte da energia cinética que seria dissipada devido ao atrito no momento da frenagem em alguma outra forma de energia que possa ser armazenada para uso posterior. Supondo que o sistema KERS de um carro forneça 50kW de potência e libere 400kJ de energia e assumindo que 80,0% dessa energia liberada seja convertida novamente em energia cinética, o intervalo de tempo máximo que o sistema pode ser acionado e a energia cinética adicional que fornece são, respectivamente,
O sistema KERS (Kinetic Energy Recovery System), que pode ser traduzido como Sistema de Recupera- ção de Energia Cinética, foi sugerido pela primeira vez pelo físico Richard Feynman na década de 50. O sistema, que tem sido utilizado nos últimos anos nos carros de Fórmula 1 e agora também em carros de passeio, permite converter parte da energia cinética que seria dissipada devido ao atrito no momento da frenagem em alguma outra forma de energia que possa ser armazenada para uso posterior. Supondo que o sistema KERS de um carro forneça 50kW de potência e libere 400kJ de energia e assumindo que 80,0% dessa energia liberada seja convertida no- vamente em energia cinética, o intervalo de tempo máximo que o sistema pode ser acionado e a energia cinética adicional que fornece são, respectivamente,

A figura ilustra um brinquedo oferecido por alguns parques, conhecido por tirolesa, no qual uma pessoa desce de determinada altura segurando-se em uma roldana apoiada numa corda tensionada. Em determinado ponto do percurso, a pessoa se solta e cai na água de um lago.



Considere que uma pessoa de 50 kg parta do repouso no ponto A e desça até o ponto B segurando-se na roldana, e que nesse trajeto tenha havido perda de 36% da energia mecânica do sistema, devido ao atrito entre a roldana e a corda. No ponto B ela se solta, atingindo o ponto C na superfície da água. Em seu movimento, o centro de massa da pessoa sofre o desnível vertical de 5 m mostrado na figura.

Desprezando a resistência do ar e a massa da roldana, e adotando g = 10 m/s ² , pode-se afirmar que a pessoa atinge o ponto C com uma velocidade, em m/s, de módulo igual a

Os carrinhos de brinquedo podem ser de vários tipos.
Dentre eles, há os movidos a corda, em que uma mola em seu interior é comprimida quando a criança puxa o carrinho para trás. Ao ser solto, o carrinho entra em movimento enquanto a mola volta à sua forma inicial.

O processo de conversão de energia que ocorre no carrinho descrito também é verificado em

Nesse brinquedo, observa-se a seguinte seqüência de transformações de energia:

Observe a situação descrita na tirinha abaixo.



Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A transformação, nesse caso, é de energia

Em relação ao processo secundário de aproveitamento de energia ilustrado na figura, a perda global de energia é reduzida por meio da transformação de energia

Um pêndulo com um fio de massa desprezível e comprimento L = 0,5m possui, presa à sua extremidade, uma esfera de ferro igual a 1,0kg. O pêndulo oscila formando um ângulo máximo de 60º com a vertical.

Nessas condições, é correto afirmar que o trabalho realizado pela força de tração do fio que exerce sobre a esfera, entre as posições A e B da figura, em joules, é igual a

Uma esfera de massa m parte do repouso do alto de uma rampa de altura h (figura a seguir).





Sabendo­se que o valor da aceleração da gravidade local é g e que o coeficiente de atrito entre a esfera e a superfície é µ, em todo o percurso, qual a distância x que a esfera percorre até parar:

Na figura estão representadas duas situações físicas cujo objetivo é ilustrar o conceito de trabalho de forças conservativas e dissipativas.



Em I, o bloco é arrastado pela força sobre o plano horizontal; por causa do atrito, quando a força cessa o bloco pára. Em II, o bloco, preso à mola e em repouso no ponto O, é puxado pela força sobre o plano horizontal, sem que sobre ele atue nenhuma força de resistência; depois de um pequeno deslocamento, a força cessa e o bloco volta, puxado pela mola, e passa a oscilar em torno do ponto O.

Essas figuras ilustram: