Física II PROF. BENFICA [email protected] www.marcosbenfica.com LISTA 3 Potência, Energia Potencial e Sistemas Conservativos 1) Um elevador está erguendo, com velocidade constante, uma carga de 250 kg a uma altura de
150 m em relação a um PHR definido. O processo todo aconteceu em 1min25s. Desconsidere,
no problema, todas as possíveis forças dissipativas. Determine:
a) O trabalho realizado pela força motriz do elevador.
b) A potência do elevador em cv.
2) Uma empilhadeira elétrica transporta do chão até uma prateleira, a uma altura de 6,0 m do
chão, um pacote de 120kg. O gráfico ilustra a altura do pacote em função do tempo. Qual a
potência aplicada ao corpo pela empilhadeira?
3) Dispõe-se de um motor com potência útil de 200 W para erguer um fardo de massa de 20 kg à
altura de 100 m em um local onde g = 10 m/s2. Supondo que o fardo parte do repouso e volta ao
repouso, calcule:
a) o trabalho desenvolvido pela força aplicada pelo motor;
b) o intervalo de tempo gasto nessa operação.
4) Uma esteira rolante transporta 15 caixas de bebida por minuto de um depósito no subsolo até
o andar térreo. A esteira tem comprimento de 12 m, inclinação de 30° com a horizontal e movese com velocidade constante. As caixas a serem transportadas já são colocadas com a mesma
velocidade da esteira. Se cada caixa pesa 200 N, qual é a potência do motor que aciona esse
mecanismo?
1 5) Um carro recentemente lançado pela indústria brasileira tem aproximadamente 1,5 tonelada e
pode acelerar, sem derrapagens, do repouso até uma velocidade escalar de 108 km/h, em 10
segundos. Despreze as forças dissipativas e adote 1 cavalo-vapor (cv) = 735 W.
a) Qual o trabalho realizado, nessa aceleração, pelas forças do motor do carro?
b) Qual a potência do motor do carro em cv?
6) Um vaso de 2,0 kg está pendurado a 1,2 m de altura de uma mesa de 0,4 m de altura.
Determine a energia potencial gravitacional do vaso em relação à mesa e ao solo.
7) No rótulo de uma lata de leite em pó lê-se “valor energético: 1509 kJ por 100g (361kcal)”. Se
toda energia armazenada em uma lata contendo 400g de leite fosse utilizada para levantar um
objeto de 10 kg, qual a altura máxima atingida?
8) Uma mola é deslocada 10 cm da sua posição de equilíbrio; sendo a constante elástica desta
mola equivalente à 50 N/m, determine a energia potencial elástica associada a esta mola em
razão desta deformação.
9) Um ciclista desce uma ladeira, com forte vento contrário ao movimento. Pedalando
vigorosamente, ele consegue manter a velocidade constante. Pode-se então afirmar que a sua:
a) energia cinética está aumentando;
b) energia cinética está diminuindo;
c) energia potencial gravitacional está aumentando;
d) energia potencial gravitacional está diminuindo;
e) energia potencial gravitacional é constante.
10) Determine qual é o valor da energia cinética associada a um móvel de massa 1500kg e
velocidade de 20m/s.
11) Qual é o valor da energia potencial gravitacional associada a uma pedra de massa igual a 20
kg quando esta se encontra no topo de um morro de 140 m de altura em relação ao solo?
12) Uma pedra de massa igual a 5 kg estava a uma altura de 50m do solo e cai. Qual o valor da
energia potencial gravitacional desta pedra na metade da queda?
13) No sistema abaixo, a mola tem constante elástica de 50 N/m e foi comprimida por uma força
de 25 N aplicada sobre um bloco de 5 kg. Após o bloco ser liberado, pede-se:
a) Qual a energia cinética adquirida pelo bloco?
b) Sendo o sistema conservativo, o que se espera que aconteça com o deslocamento do bloco?
c) Se o bloco subir um plano inclinado de inclinação 25º, qual será o seu deslocamento antes de
parar completamente?
2 14) Na montanha-russa esquematizada abaixo, o carrinho parte do repouso no ponto A.
Determine a velocidade do carrinho nos pontos B e C. Considere h1 = 25 m e h2 = 10 m. O
sistema é conservativo.
15) Um bloco de massa 0,60 kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no
plano vertical. O ponto A está a 2,0 m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola de
constante elástica 150 N/m. São desprezíveis os efeitos do atrito. Determine a máxima
compressão da mola, em metros.
16) Uma esfera é lançada verticalmente para cima, com velocidade de 3,0 m/s a partir do ponto
A, como indica a figura abaixo. Qual será a altura atingida pela esfera?
17) Um garoto abandona uma pedra de massa 20 g do alto de um viaduto de 5 m de altura em
relação ao solo. Determine a velocidade e a energia cinética da pedra ao atingir o solo.
(Despreze os efeitos do ar).
18) Um corpo de massa 0,5 kg é lançado, do solo, verticalmente para cima com velocidade de 12
m/s. Desprezando a resistência do ar, calcule a altura máxima, em relação ao solo, que o corpo
alcança.
19) Um bloco de massa igual a 1 kg encontra-se preso sobre uma mola vertical que está
deformada 10 cm com relação à sua posição de equilíbrio. Após o bloco ser solto, ele é
3 arremessado verticalmente para cima. Sendo o sistema livre de forças dissipativas e a constante
elástica da mola equivalente à 50 N/m, determine a altura máxima que o bloco alcançará em cm.
(Obs.: considere a massa da mola desprezível).
20) Uma esfera parte do repouso em A e percorre o caminho representado sem nenhum atrito ou
resistência. Determine sua velocidade no ponto B.
21) Um corpo de massa igual a 0,5 kg e velocidade constante de 10 m/s choca-se com uma mola
de constante elástica 800 N/m. Desprezando os atritos, calcule a máxima deformação sofrida
pela mola.
22) Um corpo de massa m é empurrado contra uma mola cuja constante elástica é 600 N/m,
comprimindo-a 30 cm. Ele é liberado e a mola o projeta ao longo de uma superfície sem atrito
que termina numa rampa inclinada conforme a figura. Sabe-se que a altura máxima atingida pelo
corpo na rampa é de 0,9 m. Calcule a massa do corpo. Despreze as forças resistivas.
23) Ao colidir com uma mola ideal de constante elástica k = 100 N/m, em repouso, sobe uma
superfície horizontal, um corpo de massa igual a 2 kg possui velocidade de 4 m/s. Após
comprimir a mola em 50 cm, sua velocidade é reduzida para 1 m/s. Supondo ásperas as
superfícies de contato, determine o coeficiente de atrito cinético entre as partes em contato
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