LISTA DE EXERCÍCIOS 3 – GABARITO
1) Freqüentemente ouvimos nos noticiários a informação de que a potência da usina
hidrelétrica de Itaipu é de 12 milhões de quilowatts.
a) Expresse este valor em watts, usando a notação de potência de 10.
Resolução:
Segundo o enunciado, a potência da usina de Itaipu é igual a:
Obs:
Resposta:
b) Durante quanto tempo esta usina deve operar para realizar um trabalho de 240 bilhões
de Joules?
Destacando os dados informados no enunciado:
(valor descoberto na letra a)
Resolução:
Sabemos que:
Substituindo os valores, geramos:
Resposta: A usina deve operar 20 s para realizar o trabalho estipulado pelo enunciado.
c) Se a usina operar durante 10 minutos, qual o trabalho total que ela seria capaz de
realizar?
Destacando os dados informados no enunciado:
(valor descoberto na letra a)
Resolução:
Sabemos que:
logo:
Substituindo os valores, geramos:
Resposta: O trabalho realizado será igual a
.
2) Um lustre, de massa m = 2,0 kg, desprende-se do teto, caindo sobre o chão da sala, de
uma altura hA = 3.0 m.
Destacando os dados informados:
Obs: Utilize g = 10 m/s² para facilitar os cálculos!
a) Qual era a energia gravitacional do Iustre, em relação ao chão, quando ele se
encontrava na posição A?
Resolução:
Sabemos que:
Substituindo os valores, geramos:
Resposta: A energia potencial gravitacional do lustre quando ele se encontra na posição A
é igual a 60J.
b) Ao cair. O lustre passa pelo ponto B, situado a uma altura hB = 2,0 m do chão. Qual é a
Energia gravitacional do lustre ao passar pelo ponto B?
Resolução:
Sabemos que:
Substituindo os valores, geramos:
Obs: Logicamente, a massa do lustre é a mesma (é o mesmo lustre!). A única variação
ocorre no valor da altura!
Resposta: A energia potencial gravitacional do lustre ao passar pelo ponto B é igual a 40J.
3) Os cálculos da energia potencial nos exercícios acima foram feitos tomando o chão
como nível de referência. Considere, agora, o plano da superfície da mesa (h = 0,5 m)
mostrada na figura como nível de referência. Calcule as energias potenciais no ponto A e
no ponto B do Iustre, em relação a este novo nível.
Temos que os valores alturas dos pontos A e B, em relação à mesa, valem:
1° Passo: Calculando o valor da energia potencial gravitacional no ponto A:
Sabemos que:
Substituindo os valores, geramos:
2° Passo: Calculando o valor da energia potencial gravitacional no ponto B:
Sabemos que:
Substituindo os valores, geramos:
Resposta:
e
.
4) Comparando os resultados dos exercícios acima (2 e 3), responda:
Os valores das energias potenciais calculadas se modificaram ao mudarmos o nível de
referência?
Resposta: Sim. Ao variarmos o ponto de referência, também, há variação no valor das
energias potenciais gravitacionais em cada ponto especificado na figura.
5) Uma esfera de massa 5 kg é abandonada de uma altura de 45m num local onde
g = 10 m/s2. Calcule a velocidade do corpo ao atingir o solo, desprezando os efeitos de
resistência do ar.
Destacando os dados informados no enunciado:
Resolução:
Pelo “Teorema da Conservação da Energia Mecânica”, temos que:
onde
mas, como o corpo foi abandonado (velocidade inicial igual a ZERO), temos que sua
energia cinética inicial é igual a ZERO. Portanto:
e
mas, como o corpo atinge o solo (altura final igual a zero), temos que:
Agora, utilize o “Teorema da Conservação de Energia Mecânica” e calcule o valor da
velocidade final do corpo, ou seja:
ao substituirmos os valores obtidos, geramos:
ficamos com:
respire e:
Resposta: A velocidade do corpo ao atingir o solo será igual a 30 m/s.
 BONS ESTUDOS 