Questõessobre Trabalho e Energia
O gráfico abaixo apresenta a posição vertical y
do foguete Saturno V durante os 15 primeiros
segundos após o lançamento (símbolos +). A
linha contínua ajusta esses pontos com a
função y(t) = 1,25 t2.
Com base nesse gráfico, a energia cinética
adquirida pelo foguete após 10 s de voo é de,
aproximadamente,
Um corpo parte do repouso de um ponto A 10 m de altura
em relação ao do solo e comprime uma mola no ponto C,
distante 4 m de altura em relação do solo. Considere que o
sistema é um conservativo e que, no ponto M, distante 7 m
de altura em relação ao solo, a velocidade do corpo de 40 kg
é um quarto da velocidade do mesmo corpo no ponto B.
Tendo a mola uma deformação de 2 m, é possível afirmar
que a constante elástica da mola é: (Considere g = 10 m/s²
.)
A energia solar é uma fonte de energia limpa, pois usa a
radiação solar para gerar energia elétrica, por meio de células
fotovoltaicas, para indústrias e residências. Um painel de
células fotovoltaicas foi instalado em um local plano com o
intuito de gerar energia suficiente para o funcionamento de um
condicionador de ar de 12000 Btu (aproximadamente
14,4×106 J). O painel foi exposto a uma insolação de
1000 W/m2
, durante um período de 10 h, para iniciar o
funcionamento do condicionador de ar. Se a eficiência do
painel é de 20 %, a sua área, em metros quadrados, é:
Partindo do repouso, dois automóveis percorreram
200 m, no mesmo intervalo de tempo. Um dos
carros, apelidado de Cavalinho Italiano (carro C),
possui massa de 1500 kg, e o outro, apelidado do
Felino Inglês (carro F), tem massa de 1635 kg. Sobre
o desempenho desses carros, quanto à energia
cinética final e a potência média desenvolvida no
percurso, é correto afirmar que
O gráfico mostra uma transformação de 100 mols
de gás ideal monoatômico recebendo do meio
exterior uma quantidade de calor 1,80×106
J.
Sendo R igual a 8,31 J/mol.K, é correto afirmar
A energia irradiada pelo Sol provém da conversão de massa em
energia durante reações de fusão de núcleos de hidrogênio
para produzir núcleos de hélio. Atualmente, essas reações
permitem ao Sol emitir radiação luminosa a uma potência de
aproximadamente 4 x 1026 W. Supondo que essa potência
tenha sido mantida desde o nascimento do Sol, cerca de 5 x 109
anos atrás, a massa correspondente àquela perdida pelo Sol até
hoje é mais próxima de
Note e adote:
Velocidade da luz no vácuo: 3 x 108 m/s.
Considere que um anotem cerca de 3 x 107 s.
A energia irradiada pelo Sol provém da conversão de massa em energia durante reações de fusão de núcleos de hidrogênio para produzir núcleos de hélio. Atualmente, essas reações permitem ao Sol emitir radiação luminosa a uma potência de aproximadamente 4 x 1026 W. Supondo que essa potência tenha sido mantida desde o nascimento do Sol, cerca de 5 x 109 anos atrás, a massa correspondente àquela perdida pelo Sol até hoje é mais próxima de
Note e adote:
Velocidade da luz no vácuo: 3 x 108 m/s.
Considere que um anotem cerca de 3 x 107 s.
Uma comunidade rural tem um consumo de energia elétrica de
2 MWh por mês, Para suprir parte dessa demanda, os
moradores têm interesse em instalar uma miniusina
hidrelétrica em uma queda d'água de 15 m de altura com vazão
de 10 litros por segundo, O restante do consumo seria
complementado com painéis de energia solar que produzem
40 kWh de energia por mês cada um.
Considerando que a miniusina hidrelétrica opere 24h por dia
com 100% de eficiência, o número mínimo de painéis solares
necessários para suprir a demanda da comunidade seria de:
Note e adote:
Densidade da água: 1 kg/litro.
1 mês = 30 dias.
Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2.
Uma comunidade rural tem um consumo de energia elétrica de 2 MWh por mês, Para suprir parte dessa demanda, os moradores têm interesse em instalar uma miniusina hidrelétrica em uma queda d'água de 15 m de altura com vazão de 10 litros por segundo, O restante do consumo seria complementado com painéis de energia solar que produzem 40 kWh de energia por mês cada um.
Considerando que a miniusina hidrelétrica opere 24h por dia com 100% de eficiência, o número mínimo de painéis solares necessários para suprir a demanda da comunidade seria de:
Note e adote:
Densidade da água: 1 kg/litro.
1 mês = 30 dias.
Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2.
A figura mostra um ciclista em plena descida de uma rampa.
(pedal.com.br)
Durante esse movimento, o ciclista tentou manter constante
a velocidade de sua bicicleta sempre usando os freios, mas
chegou ao final desse percurso a uma velocidade maior do
que aquela que tinha ao iniciar seu movimento no alto da
rampa.
É correto afirmar que, ao final desse movimento de descida,
sua energia
Uma força conservativa, no
estudo da mecânica, é uma força entre
membros de um sistema que não provoca
transformação de energia mecânica em energia interna dentro do sistema, ou seja, se nenhuma
energia é convertida em energia interna, a
energia interna do sistema é conservada. A
partir desta informação marque a alternativa
que represente uma força não conservativa:
O custo de implantação de redes de transmissão aumenta linearmente com a distância da
hidroelétrica, de modo que a partir de uma certa distância, o uso de energia solar fotovoltaica,
que não depende da distância, é favorecido. Assim, em regiões isoladas da Amazônia, como é
muito caro levar energia elétrica produzida por hidroelétricas através de redes de transmissão,
o uso da energia solar fotovoltaica torna-se uma alternativa viável.
Dessa forma, o gráfico que representa qualitativamente os custos do uso de energia solar
fotovoltaica (ESF) e da implantação de redes de transmissão (RT) em função da distância é
O custo de implantação de redes de transmissão aumenta linearmente com a distância da hidroelétrica, de modo que a partir de uma certa distância, o uso de energia solar fotovoltaica, que não depende da distância, é favorecido. Assim, em regiões isoladas da Amazônia, como é muito caro levar energia elétrica produzida por hidroelétricas através de redes de transmissão, o uso da energia solar fotovoltaica torna-se uma alternativa viável.
Dessa forma, o gráfico que representa qualitativamente os custos do uso de energia solar
fotovoltaica (ESF) e da implantação de redes de transmissão (RT) em função da distância é
Um bloco de massa 3 kg,inicialmente em repouso, desliza sem atrito de A para B a partir de uma rampa de altura 5 m, conforme a figura que segue. Ao atingir o ponto B o bloco é desacelerado e percorre uma distância de 10 maté parar no ponto C. Desprezando a resistência do ar, o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície, do ponto B até o ponto C,é:(Adote: g = 10 m/s²)
Um bloco de massa 3 kg,inicialmente em repouso, desliza sem atrito de A para B a partir de uma rampa de altura 5 m, conforme a figura que segue. Ao atingir o ponto B o bloco é desacelerado e percorre uma distância de 10 maté parar no ponto C. Desprezando a resistência do ar, o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície, do ponto B até o ponto C,é:(Adote: g = 10 m/s²)
Uma fita de slackline possui comprimento 2L0 e está esticada de Apara B. Enquanto um atleta de massa M executa suas manobras,uma foto é tirada e pode-se observar que a fita forma um ângulo θ com a horizontal, conforme ilustrado na figura que segue. Devido ao peso do atleta a fita se desloca para baixo a uma distância H e é alongada, passando a ter comprimento igual a L em cada metade da fita no momento que a imagem foi capturada. Considere-se que o sistema atleta/slacklineestá em equilíbrio no momento da captura da foto. Assim, para a situação ilustrada, a expressão CORRETA para calcular a constante elástica k da fita é:
Uma fita de slackline possui comprimento 2L0 e está esticada de Apara B. Enquanto um atleta de massa M executa suas manobras,uma foto é tirada e pode-se observar que a fita forma um ângulo θ com a horizontal, conforme ilustrado na figura que segue. Devido ao peso do atleta a fita se desloca para baixo a uma distância H e é alongada, passando a ter comprimento igual a L em cada metade da fita no momento que a imagem foi capturada. Considere-se que o sistema atleta/slacklineestá em equilíbrio no momento da captura da foto. Assim, para a situação ilustrada, a expressão CORRETA para calcular a constante elástica k da fita é:
A energia solar é uma fonte de energia limpa, pois usa a radiação solar para gerar energia elétrica, por meio de células fotovoltaicas, para indústrias e residências. Um painel de células fotovoltaicas foi instalado em um local plano com o intuito de gerar energia suficiente para o funcionamento de um condicionador de ar de 12000 Btu(aproximadamente 14,4×106J). O painel foi exposto a uma insolação de 1000W/m2, durante um período de 10 h, para iniciar o funcionamento do condicionador de ar. Se a eficiência do painel é de 20 %, a sua área, em metros quadrados, é:
Os músculos do lado esquerdo do coração apresentam
uma espessura diferente. O músculo que contrai o
ventrículo esquerdo é aproximadamente três vezes mais
espesso que aquele do ventrículo direito. Além disso, a
forma circular do ventrículo esquerdo é mais eficiente
para produzir uma alta pressão do que a forma elíptica
que amolda o ventrículo direito.
Fonte: http://biofisica.xpg.uol.com.br/
Um ventrículo esquerdo de um coração sadio ejeta 85 mL de
sangue por batimento a uma pressão constante de 12 cmHg.
Sendo a densidade do mercúrio 13,5 ˑ 103 kg ˑ m–3 e a
aceleração da gravidade g = 10 m/s2
, pode-se afirmar que o
trabalho realizado pelo ventrículo assumirá, em cada
contração, um valor aproximado de
(Dado: 76 cmHg = 105
N/m2
)
Os músculos do lado esquerdo do coração apresentam uma espessura diferente. O músculo que contrai o ventrículo esquerdo é aproximadamente três vezes mais espesso que aquele do ventrículo direito. Além disso, a forma circular do ventrículo esquerdo é mais eficiente para produzir uma alta pressão do que a forma elíptica que amolda o ventrículo direito.
Fonte: http://biofisica.xpg.uol.com.br/
Um ventrículo esquerdo de um coração sadio ejeta 85 mL de sangue por batimento a uma pressão constante de 12 cmHg. Sendo a densidade do mercúrio 13,5 ˑ 103 kg ˑ m–3 e a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 , pode-se afirmar que o trabalho realizado pelo ventrículo assumirá, em cada contração, um valor aproximado de
(Dado: 76 cmHg = 105 N/m2 )
A trave talvez seja a prova mais difícil da ginástica artística
feminina. Ela tem 1,2 metro de altura, 5 metros de
comprimento e apenas 10 centímetros de largura.
A ginasta deve executar toda a série, composta por
movimentos de acrobacia e de dança, além de giros de
360 graus e saltos obrigatórios, em um período que varia
entre 70 e 90 segundos.
Figura: http://rederecord.r7.com/segundos.
http://www.brasilescola.com
Uma ginasta da trave olímpica com massa de 48 kg está
na extremidade do aparelho como mostra a figura.
Sabe-se que a massa da barra sem os suportes vale 250 kg
e que os suportes 1 e 2 estão a uma distância de 50 cm
das bordas da trave. Dessa forma, considerando a
aceleração da gravidade de 10 m/s2
, pode-se afirmar que a
força que o suporte 1 faz sobre a barra vale
A trave talvez seja a prova mais difícil da ginástica artística feminina. Ela tem 1,2 metro de altura, 5 metros de comprimento e apenas 10 centímetros de largura. A ginasta deve executar toda a série, composta por movimentos de acrobacia e de dança, além de giros de 360 graus e saltos obrigatórios, em um período que varia entre 70 e 90 segundos.
Figura: http://rederecord.r7.com/segundos.
http://www.brasilescola.com
Uma ginasta da trave olímpica com massa de 48 kg está
na extremidade do aparelho como mostra a figura.
Sabe-se que a massa da barra sem os suportes vale 250 kg
e que os suportes 1 e 2 estão a uma distância de 50 cm
das bordas da trave. Dessa forma, considerando a
aceleração da gravidade de 10 m/s2
, pode-se afirmar que a
força que o suporte 1 faz sobre a barra vale
Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um
conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a
geração de energia elétrica, através de aproveitamento do
potencial hidráulico existente em um rio.
Fonte: http://www.furnas.com.br/
Uma usina, que se utiliza de uma queda d’água de 80 m
em um rio, está sendo projetada com a finalidade de
produção de energia elétrica. Sabendo que a potência da
queda d’água vale 200 MW e considerando a aceleração
g = 10 m/s2
, qual é, aproximadamente, o número de litros
de água que fluem por segundo?
(Dado: densidade da água d = 103
kg ˑ m–3)
Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, através de aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio.
Fonte: http://www.furnas.com.br/
Uma usina, que se utiliza de uma queda d’água de 80 m em um rio, está sendo projetada com a finalidade de produção de energia elétrica. Sabendo que a potência da queda d’água vale 200 MW e considerando a aceleração g = 10 m/s2 , qual é, aproximadamente, o número de litros de água que fluem por segundo?
(Dado: densidade da água d = 103 kg ˑ m–3)
Considere a energia potencial gravitacional de
uma massa puntiforme próxima à superfície da
Terra. Suponha que a unidade de medida de
comprimento no Sistema Internacional de Unidades
fosse mudada para o centímetro. O valor numérico
da energia potencial gravitacional, no sistema que
usa centímetros, seria igual à do sistema original
multiplicada por um fator de
A temperatura dos répteis é regulada pela
temperatura ambiente. Se grandes oscilações térmicas
ocorrerem, esses animais podem sofrer bastante.
Por exemplo, quando a temperatura ambiente baixa demais,
a respiração desses animais tem sua frequência diminuída,
eles começam a se alimentar com menos frequência, e,
consequentemente, seu metabolismo baixa, perdem peso e a
síntese de proteínas sofre disfunções.
Um tipo de lâmpada adequado para a
manutenção das funções vitais desses animais são as
infravermelhas, de 100 W, por exemplo, pois, além de
fornecerem o calor ideal ao animal, não precisam ser
desligadas e também são resistentes à água. A eficiência
dessas lâmpadas pode ser testada mergulhando-as em um
calorímetro contendo 1 litro de água. Nesses tipos de
experimento, pode acontecer de, em 5 minutos após o
mergulho da lâmpada, a temperatura da água subir cerca de
3 °C.
Pelo exposto acima, qual seria, aproximadamente, a quantidade de energia, em percentagem,
emitida para fora do calorímetro como radiação?
Dados: dágua (densidade da água) = 103
kg/m3
e
cágua (calor específico da água) = 4.103
J/kg °C
A temperatura dos répteis é regulada pela temperatura ambiente. Se grandes oscilações térmicas ocorrerem, esses animais podem sofrer bastante. Por exemplo, quando a temperatura ambiente baixa demais, a respiração desses animais tem sua frequência diminuída, eles começam a se alimentar com menos frequência, e, consequentemente, seu metabolismo baixa, perdem peso e a síntese de proteínas sofre disfunções.
Um tipo de lâmpada adequado para a manutenção das funções vitais desses animais são as infravermelhas, de 100 W, por exemplo, pois, além de fornecerem o calor ideal ao animal, não precisam ser desligadas e também são resistentes à água. A eficiência dessas lâmpadas pode ser testada mergulhando-as em um calorímetro contendo 1 litro de água. Nesses tipos de experimento, pode acontecer de, em 5 minutos após o mergulho da lâmpada, a temperatura da água subir cerca de 3 °C.
Pelo exposto acima, qual seria, aproximadamente, a quantidade de energia, em percentagem, emitida para fora do calorímetro como radiação?
Dados: dágua (densidade da água) = 103 kg/m3 e
cágua (calor específico da água) = 4.103 J/kg °C
O paraquedismo é visto como um esporte
radical e atrai milhares de adeptos em todo o mundo.
Entre as suas peculiaridades, estão a variedade de
modalidades e as manobras arriscadas que são executadas
por seus praticantes. Tais adeptos, antes de abrir o
paraquedas, atingem velocidades terminais altíssimas e
passam a cair com velocidade constante.
Disponível em:<http://www.futurasaude.com.br/>.
(Fonte modificada)
Um paraquedista, de massa m = 70 Kg, faz um salto de um
avião. Durante a queda, o esportista atinge a velocidade
terminal de 45 m/s. Considerando a aceleração da
gravidade g = 10 m/s2
, a força de atrito com o ar (arrasto),
em newtons, no momento em que ele atinge a velocidade
máxima vale
O paraquedismo é visto como um esporte radical e atrai milhares de adeptos em todo o mundo. Entre as suas peculiaridades, estão a variedade de modalidades e as manobras arriscadas que são executadas por seus praticantes. Tais adeptos, antes de abrir o paraquedas, atingem velocidades terminais altíssimas e passam a cair com velocidade constante.
Disponível em:<http://www.futurasaude.com.br/>