Trabalho e Energia

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01|UVA 2013.1|Conh. Específicos

Um corpo de massa

2 k g

se move sobre uma superfície horizontal e atinge uma mola, de constante elástica

k = 100 N / m

, fixa em uma de suas extremidades. A velocidade do corpo imediatamente antes de tocar a mola é

3 m / s

e a mola se comprime

40 c m

. Quanta energia foi dissipada durante a compressão da mola?

02|UVA 2015.1|Conh. Específicos

Um bloco de

2, 0 k g

é empurrado contra uma mola de massa desprezível e constante elástica

k = 200 N / m

, comprimindo a mola uma distância

0, 3 m

. Quando o bloco é liberado, ele se move, sem atrito, e sobe um plano inclinado de

30

graus. Qual a distância máxima que o bloco percorre ao longo do plano? Considere

g = 10 m / s^{2}

03|UVA 2016.1|Conh. Específicos

Em uma usina hidroelétrica,

1600 m^{3}

de água, que caem de uma altura de

100 m

, passam por um conjunto turbina-gerador a cada segundo. Se

75%

da energia adquirida pela água durante a queda é transformada em energia elétrica, qual a potência do gerador? Considere a aceleração da gravidade igual a

10 m / s^{2}

e a densidade da água

1 0^{3} k g / m^{3}

04|UVA 2014.1|Conh. Específicos

Uma partícula de massa

0, 6 k g

tem velocidade

2 m / s

no ponto A e energia cinética

7, 5 J

no ponto B. Qual o trabalho total feito sobre a partícula para movê-la de A para B?

05|UVA 2019.2|Conh. Específicos

A tabela abaixo mostra os dados do lançamento de uma bola de beisebol de massa

0, 100 k g

considerando a resistência do ar. Qual o módulo do trabalho realizado pelo ar, do ponto de lançamento, até a altura máxima? Dados (t em s, x em m, y em m,

v_{x}

em m/s,

v_{y}

em m/s):

t = 0

x = 0

y = 0

v_{x} = 30

v_{y} = 40

t = 3

x = 70

y = 54

v_{x} = 20

v_{y} = 0

t = 7

x = 125

y = 0

v_{x} = 12

v_{y} = - 28

06|UVA 2022.1|Conh. Específicos

Um tijolo de

5

quilogramas cai de uma altura de

10

metros, diretamente sobre uma extremidade de uma mola, que se encontra ereta. Esta mola possui uma constante elástica de

16.000 N / m

. Levando em conta estas condições e desprezando a resistência do ar, qual será a compressão total, sofrida por esta mola? Considere

g = 10 m / s^{2}

07|UVA 2023.1|Conh. Específicos

Um paraquedas, para pequenos aviões, é acionado e faz uma aeronave descer com uma velocidade constante de

5, 0 m / s

. O conjunto paraquedas, avião e passageiros tem uma massa total de

6.500 k g

. Sabendo que a aceleração local da gravidade é de

10, 0 m / s^{2}

, a potência dissipada pela resistência do ar é de:

08|UVA 2024.1|Conh. Específicos

Imagine Goku, o poderoso guerreiro Saiyajin, treinando em um planeta no universo de Dragon Ball, onde a resistência do ar é insignificante. Goku decide realizar um treino com um objeto de massa m preso a um fio inextensível de comprimento L e que realiza movimento pendular. Ele libera o objeto de uma altura inicial H em relação à posição mais baixa da trajetória. Com base nessas informações, é correto afirmar sobre a soma da energia cinética e da energia potencial total do pêndulo em qualquer ponto durante os treinos de Goku que:

09|UVA 2011.1|Conh. Específicos

Um objeto de massa

4 k g

e velocidade

5 m / s

atinge e comprime uma mola de constante elástica

200 N / m

. Em que valor de x, durante a compressão, a energia cinética da massa e a energia potencial da mola são iguais? Suponha que a massa desliza em uma superfície plana sem atrito e a mola é fixa por uma das suas extremidades.

10|UVA 2011.1|Conh. Gerais

Se a conta de luz de sua casa indica um consumo energético de

100 k W \cdot h

, qual o valor deste consumo em unidades do SI?

11|UVA 2011.1|Conh. Gerais

No resgate dos mineiros, presos em uma mina no Chile, a cápsula deveria descer até uma profundidade de

620 m

da superfície e depois subir com um mineiro em seu interior. Se a cápsula tem massa

450 k g

e um dos mineiros

70 k g

, qual o trabalho mínimo, feito pelo maquinário na subida, necessário para resgatar este mineiro? Suponha que não há forças dissipativas. Considere a aceleração da gravidade

g = 10 m / s^{2}

12|UVA 2013.1|Conh. Gerais

Um objeto é largado, com

v = 0

, de uma altura H. Em que valor da altura h a energia cinética e a energia potencial do objeto terão valores iguais?

13|UVA 2015.1|Conh. Gerais

Uma força horizontal constante de

4 N

age sobre um corpo de

16 k g

, inicialmente em repouso, que se movimenta em uma superfície sem atrito. Calcule o trabalho realizado pela força nos primeiros quatro segundos do movimento.

14|UVA 2022.1|Conh. Gerais

Em uma série de testes de segurança, vários exemplares de um veículo são dirigidos de forma remota, para um teste de impacto frontal contra uma parede de concreto, um de cada vez, de modo que a velocidade de impacto no último teste é o dobro da velocidade de impacto do primeiro teste. Neste caso, é correto afirmar que, em relação ao exemplar do primeiro teste, a energia cinética absorvida pela carroceria do exemplar no último teste é:

15|UVA 2015.2|Conh. Gerais

Um goleiro coloca a bola em jogo, ao bater um tiro de meta com a bola no solo, imprimindo à bola de futebol uma velocidade inicial de

108 k m / h

. Ao retornar ao campo, a bola possui uma velocidade de

90 k m / h

. Quanta energia foi perdida devido à resistência do ar? Considere a massa da bola igual a

400 g

16|UVA 2016.2|Conh. Gerais

Um elevador carregado tem massa

3, 0 \times 1 0^{3} k g

e sobe

210 m

21 s

com velocidade constante. Qual a potência com a qual a força do cabo realiza trabalho sobre o elevador? Considere a aceleração da gravidade, g, igual a

10 m / s^{2}

17|UVA 2018.1|Conh. Específicos

Um projétil de massa igual a

9, 0 k g

é lançado verticalmente para cima. O arrasto do ar diminui a energia mecânica do projétil em

63 k J

durante a sua subida. Que altura adicional o projétil atingiria se o arrasto do ar fosse desprezível? Considere a aceleração da gravidade igual a

10 m / s^{2}

18|UVA 2026.1|Conh. Gerais

Durante uma sessão de treinamento, um atleta eleva verticalmente uma massa de

25 k g

, com um braço, pela distância de meio metro. Quanta energia química foi liberada nos músculos do braço, somente para elevar essa massa? Considere

g = 10 m / s^{2}

19|UVA 2014.2|Conh. Específicos

Um objeto de

200 g

cai verticalmente, a partir do repouso, de um ponto A acima do solo. Após certo tempo em queda, ele passa pelo ponto B com velocidade v. Se

90 J

de energia potencial gravitacional foram perdidos neste trajeto, qual o valor da velocidade v? Despreze a resistência do ar.

20|UVA 2010.2|Conh. Gerais

Um helicóptero eleva, verticalmente, uma carga de

1000 k g

até uma altura de

500 m

. Qual o módulo do trabalho realizado pelo helicóptero? Considere a aceleração da gravidade

g = 10 m / s^{2}

21|UVA 2009.1|Conh. Gerais

Um carro move-se a

60 k m / h

. Que velocidade precisa atingir para dobrar sua energia cinética? Considere

2 = 1, 4

22|UVA 2008.1|Conh. Gerais

O Salto Angel, na Venezuela, é considerado a mais alta cachoeira do mundo com

979 m

de altitude. Se desconsiderarmos a resistência do ar, qual a energia cinética adquirida, por quilograma de água ao chegar ao solo, depois de uma queda do topo da cachoeira? Considere a aceleração da gravidade igual a

10 m / s^{2}

23|UVA 2008.2|Conh. Gerais

Um carro a

72 k m / h

colide frontalmente com uma parede sólida. Este choque equivale a uma queda de que altura? Considere a aceleração da gravidade igual a

10 m / s^{2}

24|UVA 2010.1|Conh. Específicos

A grandeza física trabalho é definida por um produto entre:

25|UVA 2010.2|Conh. Específicos

Um motor elétrico de uma bomba de água funciona na tensão de

220 V

e por ele passa uma corrente de

2 A

. Ele eleva a água de um poço a uma profundidade de

6 m

até um reservatório localizado

4 m

acima do solo. Suponha que o motor tenha eficiência de

75%

. Em quanto tempo o motor elevará

990

litros de água do poço ao reservatório? Considere: densidade da água

1, 0 g / c m^{3}

1

litro

= 1000 c m^{3}

e a aceleração da gravidade

g = 10 m / s^{2}

26|UVA 2007.1|Conh. Gerais

Um elevador de massa

3500 k g

e transportando

500 k g

de carga sobe com velocidade constante de

4 m / s

. Qual a potência fornecida ao elevador pelo maquinário? Considere a aceleração da gravidade igual a

10 m / s^{2}

27|UVA 2007.1|Conh. Gerais

Um atleta decide perder peso praticando halterofilismo. Quantas vezes um peso de

80 k g

precisa ser levantado a uma distância de

1 m

do solo para queimar

0, 5 k g

de gordura? A queima da gordura consumirá

3200 C a l

. Considere

1 J = 4 c a l

1 C a l = 1 k c a l

. Considere a aceleração da gravidade igual a

10 m / s^{2}

28|UVA 2007.2|Conh. Específicos

Um projétil de massa

m = 10 k g

, é lançado com velocidade

v = 30 m / s

fazendo um ângulo de

60°

com a horizontal. Qual a energia cinética deste projétil no ponto mais alto de sua trajetória?

29|UVA 2006.1|Conh. Gerais

Uma bomba é usada para retirar água de um poço que está a

15 m

de profundidade e encher uma caixa d'água de

1800

litros localizada a

5 m

de altitude. Se a bomba realiza o trabalho em uma hora qual a sua potência? Seja a densidade da água igual a

1 g / c m^{3}

1

litro igual a

1 0^{3} c m^{3}

e considere a aceleração da gravidade igual a

10 m / s^{2}

30|UVA 2006.1|Conh. Gerais

Um painel fotovoltaico de células solares (dispositivo que converte a energia da luz do Sol em energia elétrica) possui área útil de

0, 4 m^{2}

e eficiência de conversão de

15%

. Se a densidade média da luz do Sol for de

100 W / m^{2}

, quanta energia o painel pode fornecer em um tempo de

9

horas?

31|UVA 2004.2|Conh. Gerais

Um corpo de massa m desliza sem atrito, em uma trajetória retilínea, sobre uma superfície horizontal, com aceleração constante a. Se ele percorre uma distância d, qual o trabalho realizado pelo peso deste corpo? Seja g a aceleração da gravidade.

32|UVA 2003.1|Conh. Gerais

Uma baladeira (estilingue) é feita com uma tira de borracha cuja constante elástica tem valor

100 N / m

. Se um garoto estica a borracha

20 c m

e lança uma pedra de massa

20 g

diretamente na vertical, qual a altura máxima, em relação à mão do garoto, atingida por esta pedra? Considere a altura medida a partir da mão que segurava a pedra, a aceleração da gravidade como sendo

10 m / s^{2}

e despreze o atrito com o ar.