FÍSICA 1 (Quı́mica) - Problemas Propostos
Lista no 8: Conservação de Energia
1. Um escoamento de lava vulcânica está se movendo horizontalmente quando atinge uma rampa
inclinada de 100 e sobe 920 m ao longo desta rampa antes de parar. A lava contém gases, de
modo que a força de atrito com o solo é muito pequena e pode ser ignorada. Qual a velocidade
da lava imediatamente antes de chegar à rampa?
2. A interação entre átomos é freqüentemente modelada pelo potencial proposto por Lenard-Jones
U (R) =
A
B
− 6,
12
R
R
onde A e B são constantes positivas que dependem da espécie quı́mica dos átomos em estudo
e R é a distância interatômica.
(a) Esboce o gráfico do potencial em função da distância.
(b) Determine a expressão para a força entre os átomos.
(c) Determine os pontos de equilı́brio (em função de A e B) e sua estabilidade.
3. A energia potencial de uma determinada partı́cula é dada por
V (x) = 1, 5x − 2, 0x2 − 0, 20x3 + 0.50x4 ,
onde a energia é medida em joules e a posição em metros, conforme ilustrado pela Fig. 9.1.
(a) Esboce o gráfico da força F (x) correspondente.
(b) Identifique os pontos de equilı́brio da partı́cula.
(c) Identifique no gráfico os pontos de retorno da partı́cula quando sua energia for E = 2 J.
(d) Seja agora E = 0, quais os possı́veis tipos de movimento da partı́cula?
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4. Um bloco de 3,22 kg parte do repouso e deslisa uma distância d para baixo ao longo de uma
rampa inclinada de 28,00 e se choca com uma mola de massa desprezı́vel, conforme a Fig. 9.2.
O bloco deslisa mais 21,4 cm antes de parar momentaneamente ao comprimir a mola, cuja
constante elástica é de 427 N/m.
(a) Quanto vale d? (Lembre-se de incluir a compressão da mola ao calcular a energia potencial)
(b) A velocidade do bloco continua a aumentar durante certo tempo após entrar em contato
com a mola. Qual a distância que o bloco percorre antes de alcançar sua velocidade
máxima?
5. Tarzan que pesa 90 kg, pula de um galho segurando-se em um cipó com 15,0 m de comprimento.
Ele balança sobre um precipı́cio. Do galho até a parte mais baixa da oscilação há um desnı́vel
de 2,65 m. A força de ruptura do cipó é de 1100 N. Determine se o cipó de romperá fazendo
com que Tarzan caia no precipı́cio.
6. Um garoto está sentado no topo de um iglu (hemisfério de gelo de raio R). Ele recebe um
pequeno empurrão e começa a escorregar para baixo. Mostre que ele perde contato com o gelo
num ponto situado a uma altura 2R/3, supondo que não haja atrito com o gelo. (Sugestão: A
força normal se anula quando o contato com o gelo é perdido.)
7. Um bloco de 4,26 kg começa a subir uma rampa inclinada de 33,00 a 7,81 m/s. Que distância
ele percorrerá se perder 34,6 J de energia mecânica devido ao atrito?
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