ENSINO MÉDIO
Pré-Vestibular
Física
___/___/_______
Aluno:
Nº:
TRABALHO / POTÊNCIA
Turma:
F(N)
6
01. (UTFPR) No SI (Sistema Internacional de Unidades),
o trabalho realizado pela força gravitacional pode
ser expressa em joules ou pelo produto:
4
2
a)
kg . m . s .
b)
kg . m . s–2.
c)
kg . m–2. s–2.
a)
4,0 m/s.
d)
kg . m2 . s–2.
b)
6,0 m/s.
e)
kg . m–2 . s2.
c)
8,0 m/s.
d)
10,0 m/s.
e)
12,0 m/s.
–1
02. (UFSC) Em relação ao conceito de trabalho, é
correto afirmar que:
(01) Quando atuam somente forças conservativas
em um corpo, a energia cinética deste não se
altera.
(02) Em relação à posição de equilíbrio de uma
mola, o trabalho realizado para comprimi-la
por uma distância x é igual ao trabalho para
distendê-la por x.
(04) A força centrípeta realiza um trabalho positivo
em um corpo em movimento circular uniforme,
pois a direção e o sentido da velocidade variam
continuamente nesta trajetória.
(08)Se um operário arrasta um caixote em um
plano horizontal entre dois pontos A e B, o
trabalho efetuado pela força de atrito que atua
no caixote será o mesmo, quer o caixote seja
arrastado em uma trajetória em ziguezague ou
ao longo da trajetória mais curta entre A e B.
(16)Quando uma pessoa sobe uma montanha,
o trabalho efetuado sobre ela pela força
gravitacional, entre a base e o topo, é o mesmo,
quer o caminho seguido seja íngreme e curto,
quer seja menos íngreme e mais longo.
(32) O trabalho realizado sobre um corpo por uma
força conservativa é nulo quando a trajetória
descrita pelo corpo é um percurso fechado.
03. (CEFET-CE) A figura exibe o gráfico da força,
que atua sobre um corpo de 300 g de massa na
mesma direção do deslocamento, em função da
coordenada x. Sabendo que, inicialmente, o corpo
estava em repouso, sua velocidade, na coordenada
x = 3,0 m, é:
A escolha de quem pensa.
0
1
2
3
4
5
6 x(m)
04. (FUVEST) Em um terminal de cargas, uma esteira
rolante é utilizada para transportar caixas iguais,
de massa M = 80 kg, com centros igualmente
espaçados de 1 m. Quando a velocidade da esteira
é 1,5 m/s, a potência dos motores para mantê-la em
movimento é P³. Em um trecho de seu percurso,
é necessário planejar uma inclinação para que a
esteira eleve a carga a uma altura de 5 m, como
indicado. Para acrescentar essa rampa e manter a
velocidade da esteira, os motores devem passar a
fornecer uma potência adicional aproximada de:
1m 1m
V = 1,5 m/s
H=5m
a)
1.200 W.
b)
2.600 W.
c)
3.000 W.
d)
4.000 W.
e)
6.000 W.
g
05. (UNIFESP) Após algumas informações sobre o
carro, saímos em direção ao trecho off-road. Na
primeira acelerada já deu para perceber a força do
modelo. De acordo com números do fabricante, são
299 cavalos de potência [...] e os 100 km/h iniciais
são conquistados em satisfatórios 7,5 segundos,
graças à boa relação peso/potência, já que o carro
vem com vários componentes de alumínio.
1
ENSINO MÉDIO
O texto descreve um teste de avaliação de um veículo importado, lançado neste ano no mercado brasileiro. Sabendo que a massa desse carro é de 2.400 kg,
e admitindo 1 cv = 740 W e 100 km/h = 28 m/s, pode-se afirmar que, para atingir os 100 km/h iniciais,
a potência útil média desenvolvida durante o teste,
em relação à potência total do carro, foi, aproximadamente de:
Sugestão: efetue os cálculos utilizando apenas dois
algarismos significativos.
a)
90%.
b)
75%.
c)
60%.
d)
45%.
e)
30%.
06. (UEM) Um motor à combustão consome 10 L
de gasolina por hora. Sabe-se que o calor de
combustão da gasolina (calor liberado quando ela
se queima) é 10 kcal/g e que a sua densidade é
0,75 g/cm3. Considerando que, em um intervalo
de tempo de 2 horas, o motor desenvolve uma
potência média de 5 kcal/s, calcule o seu rendimento
(em porcentagem).
07. (UTFPR) Um homem puxa um caixote de massa
11 kg, aplicando-lhe uma força F de intensidade
70 N, segundo um ângulo α com a horizontal, tal
que sen α = 0,6 e cos α = 0,8. O coeficiente de atrito
cinético entre o caixote e a superfície horizontal áspera
é igual a 0,5. Supondo g = 10 m/s2 e considerando
o movimento entre os instantes t = 1 s e t = 3 s,
assinale a alternativa correta.
a)
A variação da energia cinética do caixote é
igual a 176 J.
b)
O trabalho realizado pela força de atrito sobre
o caixote é igual a –440 J.
c)
O trabalho realizado pela força peso sobre o
caixote é igual a 880 J.
d)
O trabalho realizado pela força normal sobre o
caixote é igual a 544 J.
e)
O trabalho realizado pela força F sobre o
caixote é igual a 560 J.
08. (UTFPR) Um carro de massa 1.000 kg pode atingir a
velocidade de 108 km/h em 15 s a partir do repouso
em uma pista plana e horizontal. Se a força de atrito
média é igual a 20% da força exercida pelo motor e
supondo 1 HP igual a 750 W, assinale a alternativa
correta.
d)
A força de atrito média durante os 15 s é de
400 N.
e)
A força resultante sobre o carro no instante 15 s
é igual a 2.400 N.
09. (UFPR) Recentemente, o noticiário local apresentou
imagens da colisão de um caminhão com carros
parados na parte mais baixa de um trecho de serra.
Infelizmente, o sistema de freios não foi capaz de
converter em calor toda a energia mecânica do
caminhão, de modo a fazê-lo parar com segurança
no trecho mais baixo. Com o objetivo de melhorar o
sistema de freios para evitar situações como essa,
técnicos de uma grande empresa analisaram as
condições do acidente e, para estimar a potência
dissipada pelos freios do caminhão, consideraram
que aquele trecho da serra era um plano inclinado.
Eles supuseram que o caminhão desceu o plano
inclinado com o motor desligado, tendo partido do
ponto mais alto do plano com velocidade inicial de
módulo igual a 16 m/s. O desnível vertical entre o
topo e a base do plano foi estimado em 10 m, e
foi utilizado o valor de 10 m/s2 para a aceleração
da gravidade local. Em seus cálculos, os técnicos
consideraram ainda que o caminhão possuía uma
massa igual a 10.000 kg e que teria levado 5 s para
descer até o ponto mais baixo do plano, chegando
ali com velocidade de módulo igual a 4 m/s. Os
peritos então concluíram que a potência média dos
freios do caminhão na descida foi:
a)
440 kW.
b)
220 kW.
c)
880 kW.
d)
110 kW.
e)
660 kW.
10. (UFPR) Um engenheiro mecânico projetou um
pistão que se move na direção horizontal dentro
de uma cavidade
 cilíndrica. Ele verificou que a
força horizontal F , a qual é aplicada ao pistão por
um agente externo, pode ser relacionada à sua
posição horizontal x por meio do gráfico abaixo.
Para ambos os eixos do gráfico, valores positivos
indicam o sentido para a direita, enquanto valores
negativos indicam o sentido para a esquerda. Sabese que a massa do pistão vale 1,5 kg e que ele está
inicialmente em repouso. Com relação ao gráfico,
considere as seguintes afirmativas:
F(N)
15
0
–12
1
2
3
4
5
6
x(cm)
7
a)
A aceleração média do carro durante os 15 s é
igual a 2,5 m/s2.
b)
A força média exercida pelo motor é igual a
2.000 N.
1.
O trabalho realizado pela força sobre o pistão
entre x = 0 e x = 1 cm vale 7,5 . 10–2 J.
c)
A potência instantânea do motor no instante 15 s
é igual a 100 HP.
2.
A aceleração do pistão entre x = 1 cm e
x = 2 cm é constante e vale 10 m/s2.
2
A escolha de quem pensa.
ENSINO MÉDIO
3.
Entre x = 4 cm e x = 5 cm, o pistão se move
com velocidade constante.
4.
O trabalho total realizado pela força sobre o
pistão entre x = 0 e x = 7 cm é nulo.
N
F
FA
Assinale a alternativa correta.
a)
Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
b)
Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
c)
Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
d)
Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
e)
p
a)
Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
a energia cinética do armário irá diminuir
devido à força de atrito.
b)
11. (UEM) Uma caixa é arrastada para a direita com
uma força horizontal variável F. O gráfico abaixo
representa a relação entre a intensidade da força
aplicada F e a distância d.
a resultante das forças que atuam sobre o
armário é responsável pela variação de sua
energia potencial gravitacional.
c)
em valor absoluto, o trabalho realizado pela
força F é maior que o trabalho realizado pela
força FA.
d)
tanto a força N quanto a força P realizam
trabalho sobre o armário, porém o trabalho
realizado por uma anula o trabalho realizado
pela outra.
e)
a resultante de forças na direção horizontal é
igual a zero.
F(N)
6
0
3
6
d(m)
Qual é o trabalho total realizado para a caixa
percorrer 6 (seis) metros?
a)
9 J.
b)
18 J.
c)
45 J.
d)
36 J.
e)
27 J.
12. (UEM) A catedral de Maringá é o 10º monumento
mais alto da América do Sul, com 114 m de altura
(exceto a cruz). Um atleta que pesa 50 kg, correndo
pelas escadarias internas da catedral, sobe até o
topo em 10 min. Qual a potência desenvolvida por
esse atleta? Considere a aceleração gravitacional
local igual a 10 m/s2.
a)
b)
c)
d)
e)
95 W.
50 kW.
114 W.
57 kW.
190 W.
13. (UTFPR) Um carregador puxa um armário com
uma força sobre uma superfície horizontal com
atrito, colocando-o em movimento. A figura mostra
o diagrama das forças que atuam sobre o armário
no início do movimento. Sabendo-se que P é o peso
do armário, N é a reação normal à superfície, FA
é a força de atrito e F é a força necessária para o
carregador empurrar o armário, podemos afirmar,
neste intervalo de tempo inicial, que:
A escolha de quem pensa.
14. (UTFPR) Uma revista informa que certo modelo de
automóvel possui um motor de 100 cv. Sabendose que 1 cv é aproximadamente igual a 736 W, a
informação indica que esse motor, no intervalo de
tempo de 1,00 s, é capaz de:
a)
b)
c)
d)
e)
exercer um torque de 7,36 . 104 Nm.
realizar um trabalho de 7,36 . 104 J.
aplicar uma força de translação de 7,36 . 105 N.
dissipar uma potência de 7,36 kW.
ter um rendimento de 73,6%.
15. (UFPR) Um reservatório com capacidade para
armazenar 3.000 L de água encontra-se a 6 m
acima do solo. Um certo aparelho de GPS, ao
funcionar, consome uma corrente de 200 mA quando
alimentado com uma tensão de 9 V. Supondo
que toda energia potencial da água pudesse ser
transformada em energia elétrica para alimentar o
aparelho de GPS, o tempo máximo durante o qual
ele poderia funcionar é:
a)
b)
c)
d)
e)
1 hora.
20 minutos.
12 horas.
mais de 24 horas.
5.000 segundos.
16. (UEM) Um corpo de massa 5,0 . 103 kg é submetido
à ação de uma força constante a partir do repouso,
o que acaba lhe impingindo uma velocidade de
72,0 km/h, em 40 segundos. Assinale a alternativa
que apresenta, respectivamente, a força aplicada
ao móvel, o espaço percorrido e o trabalho efetuado
sobre ele.
3
ENSINO MÉDIO
a)
2,5 . 103 N; 4,0 . 102 m; 1,0 . 106 J.
b)
3,6 . 10 N; 4,5 . 10 m; 2,5 . 10 J.
c)
1,0 . 106 N; 2,5 . 103 m; 4,0 . 108 J.
d)
2,0 . 104 N; 8,5 . 102 m; 5,0 . 106 J.
e)
1,0 . 102 N; 2,5 . 106 m; 2,5 . 103 J.
2
3
(16) No final da queda, a energia cinética do elevador vale 1,6 . 104 J.
5
(32) No final da queda, a velocidade do elevador
vale 8 m/s.
17. (UEM) Um corpo de massa igual a 7 kg, inicialmente
em repouso sobre uma superfície
horizontal sem
atrito, sofre a ação de uma força F1 durante 10 s, após
os quais ela é retirada. Decorridos
mais 10 s, aplica-se
uma força
constante
,
porém
em sentido oposto
F
2
ao de F1 , até anular a velocidade do corpo. A figura
abaixo mostra o gráfico horário das velocidades dos
movimentos executados pelo corpo. Assinale o que
for correto.
19. (UEM) Um bloco de massa 1,0 kg é solto do ponto
mais alto de um plano inclinado de 30° e a 2,5 m de
altura, ambos em relação a horizontal. Considere
g = 10,0 m/s2 e assinale o que for correto.
(01) Se não houver atrito entre o bloco e a superfície
do plano inclinado, o bloco atinge a base do
plano a uma velocidade de 10,0 m/s.
(02) O módulo da força de reação normal do plano
inclinado é igual ao módulo da força peso do
bloco.
140
(04) Se houver atrito entre o bloco e a superfície
do plano inclinado, com coeficiente de atrito
cinético 0,2, o trabalho realizado pela força de
atrito será 3 J.
70
(08) Se há atrito entre o bloco e a superfície do
plano inclinado, há conservação de energia
mecânica.
v(m/s)
0
10
20
30
40
t(s)
(01) O móvel muda de sentido no instante t = 20 s.
(02) A força F1 tem módulo igual a 140 N.
(04) No intervalo de 10 s a 20 s, somente a força
peso realiza trabalho.
(08) A força F2 tem módulo igual a 49 N.
(16)O trabalho realizado pela força F2 , entre os
instantes 20 s e 40 s, é 686 J.
(32) Nos 10 primeiros segundos, o corpo sofre um
deslocamento de 700 m.

(64) O trabalho realizado por uma força F é igual
ao trabalho realizado por sua componente na
direção perpendicular ao movimento.
18. (UEM) Um elevador com uma massa m = 500 kg está
descendo com uma velocidade de 4,0 m/s, suspenso
por um cabo, quando o sistema de guincho que o
sustenta começa a patinar, permitindo que caia por
uma distância de 12 m, com aceleração constante
a = g/5, em que g = 10 m/s2 é a aceleração da
gravidade local. Assinale o que for correto.
(01) Durante a queda, o trabalho realizado sobre o
elevador pelo seu peso mg vale 5 . 104 J.
(02) Durante a queda, a tração T exercida pelo
cabo vale 3 . 103 N.
(04) Durante a queda, o trabalho realizado sobre o
elevador pela tração T exercida pelo cabo vale
–4,8 . 104 J.
(08) Durante a queda, o trabalho total realizado
sobre o elevador vale 1,2 . 104 J.
4
(16) A força resultante que age sobre o bloco e o
faz se deslocar sobre o plano inclinado quando
não há atrito entre o bloco e a superfície do
plano é igual a mgcos(30°).
20. (UEM) Um bloco de 20,0 kg, colocado sobre uma
superfície plana e rugosa, é puxado na direção do
eixo x com velocidade constante de 1,0 m/s, por
uma força F = 100,0 N, que faz um ângulo de 30°
com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético
entre o bloco e a superfície é 0,593. Considere
g = 9,8 m/s2 e assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
(01) O peso do bloco é 196 N.
(02) A força de atrito cinético entre o bloco e a
superfície é 196 N.
(04) O trabalho realizado pela componente da força
F na direção x, quando o bloco é puxado 5,0 m,
é 500 J.
(08) A energia cinética do bloco é 10 J.
(16) O trabalho realizado pela força de atrito quando
o bloco é puxado 5,0 m é, aproximadamente,
–433 J.
21. (UFRGS) Observe o sistema formado por um bloco
de massa m comprimindo uma mola de constante
k representado na figura abaixo.
k
m
–x
µc
0
m
4x
Considere a mola como sem massa e o coeficiente
de atrito cinético entre o bloco e a superfície igual
a m c.
A escolha de quem pensa.
ENSINO MÉDIO
Qual deve ser a compressão x da mola para que o
bloco deslize sem rolar sobre a superfície horizontal
e pare no ponto distante 4x da posição de equilíbrio
da mola?
a)
2 mg/k.
b)
2 mcmg/k.
c)
4 mcmg/k.
d)
8 mcmg/k.
e)
10 mcmg/k.
22. (UNICAMP) A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel.
Ao se pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez, através
do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo
pistão. O segundo pistão pressiona uma pastilha de
freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo
com que ela diminua sua velocidade angular.
Pastilha
de freio
Óleo de
freio
Pedal
de freio
d2
Qual o trabalho executado pela força de atrito entre
o pneu e o solo para parar um carro de massa
m = 1.000 kg, inicialmente a v = 72 km/h, sabendo
que os pneus travam no instante da frenagem,
deixando de girar, e o carro desliza durante todo o
tempo de frenagem?
3,6 . 104 J.
b)
2,0 . 105 J.
c)
4,0 . 105 J.
d)
2,6 . 106 J.
23. (ESCOLA NAVAL) Observe a figura abaixo.
F
20 kg
Uma força constante F de 200 N atua sobre o corpo,
mostrado na figura acima, deslocando-o por 10 s
sobre uma superfície, cujo coeficiente de atrito vale
0,2. Supondo que, inicialmente, o corpo encontravase em repouso, e considerando a gravidade local
como sendo 10 m/s2 pode-se afirmar que o trabalho
da força resultante, que atuou sobre o bloco, em
joules, foi igual a:
a)
b)
c)
d)
e)
b)
mv 20
v2
e 0 .
2d
2dg
c)
−
d)
mv 20 v 20
.
e
2d
dg
e)
−
mv 20 v 20
.
e
2d
dg
mv 20 v 20
.
e
d
dg
25. (UPE) A figura mostra um bloco de massa m = 200 g
que desliza com velocidade inicial v0 = 15 m/s ao
longo de uma superfície horizontal.
d1
Disco de freio
a)
24. (UDESC) Um bloco de massa m e velocidade
escalar v0 desliza sobre uma superfície horizontal.
Assinale a alternativa que representa a intensidade
da força de atrito necessária para parar o bloco a
uma distância d, e o coeficiente de atrito cinético
necessário para isso, respectivamente.
2
2
a) − mv 0 e v 0 .
2dg
d
k
B
A
m
v0
Somente no trecho AB do percurso há atrito.
Sabendo-se que a mola sofre uma compressão
de 10 cm e que a energia dissipada na região com
atrito tem módulo igual a 5,0 J, determine o valor da
constante elástica k da mola.
a)
35 . 102 N/m.
b)
40 . 102 N/m.
c)
45 . 102 N/m.
d)
50 . 102 N/m.
e)
55 . 102 N/m.
26. (UFRGS) O termo horsepower, abreviado hp, foi
inventado por James Watt (1783), durante seu trabalho no desenvolvimento das máquinas a vapor.
Ele convencionou que um cavalo, em média, eleva
3,30 . 104 libras de carvão (1 libra ~ 0,454 kg) à altura de um pé (~ 0,305 m) a cada minuto, definindo a
potência correspondente como 1 hp (figura abaixo).
20.000.
32.000.
40.000.
64.000.
80.000.
A escolha de quem pensa.
5
ENSINO MÉDIO
Posteriormente, James Watt teve seu nome associado à unidade de potência no Sistema Internacional de Unidades, no qual a potência é expressa em
watts (W). Com base nessa associação, 1 hp corresponde, aproximadamente, a:
a)
76,2 W.
b)
369 W.
c)
405 W.
d)
466 W.
e)
746 W.
29. (UFRGS) Na figura abaixo, estão representados
dois pêndulos simples, X e Y de massas iguais a
100 g. Os pêndulos, cujas hastes têm massas
desprezíveis, encontram-se no campo gravitacional
terrestre. O pêndulo Y encontra-se em repouso
quando o pêndulo X é liberado de uma altura
h = 0,2 m em relação a ele. Considere o módulo da
aceleração da gravidade g = 10 m/s2.
27. (FGV) A montadora de determinado veículo produzido no Brasil apregoa que a potência do motor que
equipa o carro é de 100 hp (1 hp = 750 W). Em
uma pista horizontal e retilínea de provas, esse veículo, partindo do repouso, atingiu a velocidade de
144 km/h em 20 s. Sabendo que a massa do carro
é de 1.000 kg, o rendimento desse motor, nessas
condições expostas, é próximo de:
a)
30%.
b)
38%.
c)
45%.
d)
48%.
e)
53%.
X
h
Y
Qual foi o trabalho realizado pelo campo gravitacional sobre o pêndulo X desde que foi liberado até o
instante da colisão?
28. (UEL) O Brasil prepara-se para construir e lançar
um satélite geoestacionário que vai levar banda
larga a todos os municípios do país. Além de comunicações estratégicas para as Forças Armadas,
o satélite possibilitará o acesso à banda larga mais
barata a todos os municípios brasileiros. O ministro
da Ciência e Tecnologia está convidando a Índia –
que tem experiência neste campo, já tendo lançado
70 satélites – a entrar na disputa internacional pelo
projeto, que trará ganhos para o consumidor nas
áreas de Internet e telefonia 3G.
Suponha que o conjunto formado pelo satélite e
pelo foguete lançador possua massa de 1,0 . 103
toneladas e seja impulsionado por uma força
propulsora de aproximadamente 5,0 . 107 N sendo o
sentido de lançamento desse foguete perpendicular
ao solo. Desconsiderando a resistência do ar e a
perda de massa devido à queima de combustível,
assinale a alternativa que apresenta, corretamente,
o trabalho realizado, em joules, pela força resultante
aplicada ao conjunto nos primeiros 2,0 km de sua
decolagem. Considere a aceleração da gravidade
g = 10,0 m/s2 em todo o percurso descrito.
a)
0,02 J.
b)
0,20 J.
c)
2,00 J.
d)
20,0J.
e)
200,0 J.
30. (FUVEST) No sistema cardiovascular de um ser
humano, o coração funciona como uma bomba,
com potência média de 10 W, responsável pela
circulação sanguínea. Se uma pessoa fizer uma
dieta alimentar de 2.500 kcal diárias, a porcentagem
dessa energia utilizada para manter sua circulação
sanguínea será, aproximadamente, igual a:
Dado: 1 cal = 4 J.
a)
1%.
b)
4%.
c)
9%.
d)
20%.
e)
25%.
Gabarito
01.
D
02.
50
03.
D
04.
E
05.
C
24
07.
A
08.
C
09.
A
10.
A
a)
4,0 . 10 J.
06.
b)
8,0 . 107 J.
11.
E
12.
A
13.
C
14.
B
15.
D
c)
4,0 . 1010 J.
16.
A
17.
40
18.
60
19.
00
20.
25
d)
8,0 . 1010 J.
21.
E
22.
B
23.
D
24.
B
25.
A
e)
10,0 . 1010 J.
26.
E
27.
E
28.
D
29.
B
30.
C
7
6
A escolha de quem pensa.