1) Um objeto de 8,0kg está sujeito à força resultante ù, aplicada na mesma direção e no mesmo sentido do
movimento. O módulo da força ù, variável em função da posição x, está
representado no gráfico. Sabe-se ainda que o trabalho realizado pela força ù
é de 300J no deslocamento de 40m, indicado no gráfico, e que a velocidade
do objeto é de 10m/s quando x = 40m. Determine o valor máximo da força ù
nesse deslocamento.
2) A caixa representada na figura abaixo possui massa de 2 kg e é abandonada no alto
da rampa. O coeficiente de atrito entra a superfície da caixa e da rampa vale 0,5.
Sendo α o ângulo formado entre a rampa e a superfície horizontal e dado sen α =
0,8 e cos α = 0,6, determine:
a) o trabalho realizado por todas as forças que agem sobre a caixa durante sua
descida;
b) a aceleração da caixa ao longo de sua descida;
c) a velocidade da caixa ao atingir a base da rampa.
Suponha que no meio da rampa (após ter se deslocado 5 m), houvesse aumento no coeficiente de atrito.
d) Determine o valor desse novo coeficiente de atrito para que não houvesse mais transferência de energia
para a caixa.
3) Uma bolinha de massa m = 200 g é largada do repouso de uma altura h, acima
de uma mola ideal, de constante elástica k = 1240 N/m, que está fixada no piso
(ver figura). Ela colide com a mola comprimindo-a por Ðx = 10 cm. Calcule, em
metros, a altura inicial h. Despreze a resistência do ar.
4) Um pequeno bloco, de massa m = 0,5 kg, inicialmente em repouso no ponto
A, é largado de uma altura h = 1,6 m. O bloco desliza, sem atrito, ao longo
de uma superfície e colide, no ponto B, com uma mola de constante elástica
k=100 N/m (veja a figura a seguir). Determine a compressão máxima da
mola, em cm.
5) Uma bola de tênis, de massa 50g, se move com velocidade de 72km/h e atinge
uma raquete, retornando na mesma direção e com o mesmo valor de
velocidade. Suponha que a força exercida pela raquete sobre a bola varia com o
tempo de acordo com a figura a seguir. Qual o valor máximo da força FÛ, em
Newtons?
6) Um atleta, com massa de 80 kg, salta de uma altura de 3,2 m sobre uma cama
elástica, atingindo exatamente o centro da cama, em postura ereta, como
ilustrado na figura. Devido à sua interação com a cama, ele é lançado novamente
para o alto, também em postura ereta, até a altura de 2,45 m acima da posição
em que a cama se encontrava. Considerando que o lançamento se CCdo atleta
com a cama durou 0,4 s, calcule o valor médio da força que a cama aplica ao atleta.
7) Um navio que se encontra inicialmente em repouso explode em três pedaços. Dois dos pedaços, de mesma
massa, partem em direções perpendiculares entre si, com velocidades de módulo 100 km/h. Supondo que a
massa do terceiro pedaço seja o triplo da massa de um dos outros dois, qual o valor aproximado do módulo de
sua velocidade, imediatamente após a explosão?
8) Um peixe de 4kg, nadando com velocidade de 1,0m/s, no sentido indicado
pela figura, engole um peixe de 1kg, que estava em repouso, e continua
nadando no mesmo sentido. Determine a velocidade do peixe maior
imediatamente após a ingestão.
9) O gráfico a seguir é a curva de aquecimento de 10g de uma
substância, à pressão de 1 atm.
a) Determine o calor específico da substância na fase
sólida, líquida e gasosa.
b) Determine o calor latente de fusão e vaporização da
substância.
10) Um frasco contém 20 g de água a 0 °C. Em seu interior é colocado um objeto de 50 g de alumínio a 80
°C. Os calores específicos da água e do alumínio são respectivamente 1,0 cal/g°C e 0,10 cal/g°C.
Supondo não haver trocas de calor com o frasco e com o meio ambiente, determine a temperatura de
equilíbrio desta mistura.
11) Inicialmente 48g de gelo a 0°C são colocados num calorímetro de alumínio de 2,0g , também a 0°C.
Em seguida, 75g de água a 80 °C são despejados dentro desse recipiente. Calcule a temperatura final
do conjunto. Dados: calor latente do gelo Lg = 80cal/g, calor específico da água c(H‚O) = 1,0 cal g−¢
°C−¢, calor específico do alumínio c(AØ) = 0,22 cal g−¢ °C−¢.
12) Em um recipiente hermeticamente fechado e que contém 20 g de CO2 foi acoplada uma válvula.
Inicialmente, a pressão deste gás é de 6,0 atm e sua temperatura, de 77 °C. Se, através da válvula,
permitirmos que 25% do gás escapem, mantendo constante a temperatura, qual será a pressão
exercida pelo gás restante?
13) O trabalho realizado quando um gás ideal se expande do estado A até o estado
B é de 50 J, conforme a figura abaixo. Na transformação completa, isto é, para
o gás ir do estado A até o estado C, foi fornecida uma quantidade total de calor
igual a 320 J. Qual é a variação de energia interna do gás para a transformação
completa?
14) O diagrama representa o ciclo percorrido por 2 mols de gás perfeito. Sabendo que
no estado A a temperatura é 27 °C, qual é o trabalho realizado pelo gás no ciclo?
Dado: constante universal dos gases perfeitos: R = 8 J/mol K
15) Uma máquina térmica ideal opera recebendo 450J de uma fonte de calor e liberando 300J no ambiente. Uma
segunda máquina térmica ideal opera recebendo 600J e liberando 450J.
a) Se dividirmos o rendimento da segunda máquina pelo rendimento da primeira máquina, obteremos que
valor?
b) Se a temperatura da fonte quente da máquina térmica 1 for 600K, qual a temperatura da fonte fria?