Lista(d) – Conceito de Trabalho e Energia
1) Para empurrar uma caixa de 50 kg sobre o solo, um operário
aplica uma força de 200 N, inclinada de 20º acima da
horizontal. O piso exerce uma força de atrito de 175 N sobre
a caixa. Supondo que a caixa tenha se movimentado por 3,0
m, qual foi o trabalho realizado sobre ela: (a) pelo operário?
(b) pela força de atrito? (c) pela força da gravidade? (d) pela
força normal exercida pelo chão sobre a caixa? (e) Qual foi
o trabalho total realizado sobre a caixa?
2) Uma corda é usada para abaixar verticalmente um bloco de
massa M por uma distância d com aceleração constante para
baixo igual a g/4. (a) Determine o trabalho pela corda sobre
o bloco. (b) Determine o trabalho realizado pela força
gravitacional.
3) Um trabalhador empurra um bloco de massa igual a 27 kg
por uma distância de 9,1 m, ao longo de uma superfície
horizontal, com velocidade constante, com uma força
dirigida segundo um ângulo de 32º abaixo da horizontal.
Qual o trabalho realizado sobre o bloco pelo trabalhador, se
o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície é de 0,20?
4) Um jogador fora do campo de beisebol atira uma bola com
velocidade inicial de 36,6 m/s. Imediatamente antes de outro
jogador pegá-la à mesma altura, a sua velocidade é igual a
33,5 m/s. Qual é o trabalho realizado pelo ar sobre a bola? A
massa da bola é de 255 g.
5) De que altura um automóvel pesando 12000 N deveria cair
para adquirir energia cinética igual a que ele teria ao se
movimentar com a velocidade de 89 km/h?
6) Suponha que a Terra gire em torno do Sol em uma órbita
perfeitamente circular. A força gravitacional do Sol exercida
sobre a Terra realiza trabalho sobre a Terra? Justifique.
7) A energia cinética depende da direção do movimento? Ela
pode ser negativa? O seu valor depende do referencial
adotado? Justifique cada resposta.
8) Um disco de 75 g é lançado de uma altura de 1,1 m acima
do solo com uma velocidade inicial de 12 m/s. Quando ele
atingiu uma altura de 2,1 m, a sua velocidade era de 10,5
m/s. Qual o trabalho realizado sobre o disco (a) pela
gravidade e (b) pelo ar?
9) Um homem correndo possui a metade da energia cinética de
um garoto cuja massa é igual a metade da sua. O homem
aumenta sua velocidade de 1 m/s passando a ter mesma
energia cinética do garoto. Quais eram as velocidades
iniciais do homem e do garoto?
10) Um tronco de 50 kg é empurrado por 6,0 m com velocidade
constante, subindo um plano inclinado que faz 30º com a
direção horizontal. O coeficiente de atrito de
escorregamento entre o tronco e o plano é de 0,2. Calcule o
trabalho realizado: (a) pela força aplicada; (b) pela força de
atrito e (c) pela força gravitacional.