Exercícios: Energia
01. (UEPI) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas das frases abaixo.
O trabalho realizado por uma força conservativa, ao deslocar um corpo entre dois pontos é
__________ da trajetória seguida pelo corpo para ir de um ponto ao outro.
Se apenas forças __________ atuam sobre um corpo em movimento, sua energia mecânica
total permanece constante em todos os pontos da trajetória.
A força peso __________ um exemplo de força conservativa.
a) dependente – conservativa – é
b) dependente – conservativa – não é
c) dependente – dissipativa – é
d) não dependente – dissipativa – não é
e) não dependente – conservativa – é
02.(UFRGS) A figura abaixo representa um bloco que, deslizando sem atrito sobre uma superfície horizontal, se choca frontalmente contra a extremidade de uma mola ideal, cuja
extremidade oposta está presa a uma parede vertical rígida.
Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas, no parágrafo abaixo, na ordem
em que elas aparecem.
Durante a etapa de compressão damola, a energia cinética do bloco __________ e a energia
potencial elástica armazenada no sistema massa-mola __________ . No ponto de inversão
do movimento, a velocidade do bloco é zero e sua aceleração é __________ .
a) aumenta – diminui – zero
b) diminui – aumenta – máxima
c) aumenta – diminui – máxima
d) diminui – aumenta – zero
e) diminui – diminui – zero
03. (UFC) Uma bola de massa m = 500 g é lançada do solo, com velocidade v
e ângulo de
lançamento θ0, menor que 90º. Despreze qualquer movimento de rotação da bola e a influência
do ar. O valor da aceleração da gravidade, no local, é g = 10m/s2. O gráfico abaixo mostra a
0
energia cinética K da bola como função do seu deslocamento horizontal, x. Analisando o gráfico,
podemos concluir que a altura máxima atingida pela bola é:
a) 60 m
b) 48 m
c) 30 m
d) 18 m
e) 15 m
04.(UCS-RS) Um bloco de massa m = 2,0 kg desliza sem atrito sobre o tobogã da figura. Considerando-se o solo como referencial e a aceleração da gravidade g = 10m/s2, pode-se afirmar
que:
a) a energia mecânica total do sistema no ponto A é 80 J.
b) a velocidade do bloco no ponto B é máxima.
c) o bloco atinge, no ponto C, sua altura máxima.
d) a velocidade do bloco ao atingir o ponto C, após passar pelo ponto B, vale zero.
e) a energia cinética do bloco em B, é de 80 J.
05.(PUC) O carrinho da figura tem massa 100 g e encontra-se encostado em uma mola de
constante elástica 100 N/m comprimida de 10 cm (figura 1). Ao ser libertado, o carrinho sobe
a rampa até a altura máxima de 30 cm (figura 2). O módulo da quantidade de enrgia mecânica
dissipada no processo, em joules, é:
a) 25.000
b) 4.970
c) 4.700
d) 0,8
e) 0,2
06. (Unicamp) Que altura é possível atingir em um salto com vara? Essa pergunta retorna
sempre que ocorre um grande evento esportivo como os jogos olímpicos de Sydney. No salto
com vara, um atleta converte sua energia cinética obtida na corrida em energia potencial
elástica (flexão com vara), que por sua vez se converte em energia potencial gravitacional.
Imagine um atleta com massa de 80 kg que atinge uma velocidade horizontal de 10 m/s no
instante em que a vara começa a ser flexionada para o salto.
a) Qual é a máxima variação possível da altura do centro de massa do atleta, supondo que,
ao transpor a barra, sua velocidade é praticamente nula?
b) Considerando que o atleta inicia o salto em pé e ultrapassa a barra com o corpo na horizontal,
devemos somar a altura do centro de massa do atleta à altura obtida no item anterior para
obtermos o limite de altura de um salto. Faça uma estimativa desse limite para um atleta
de 2,0 m de altura.
c) Um atleta com os mesmos 2,0 m de altura e massa de 60 kg poderia saltar mais alto?
Justifique sua resposta.
07. (UFPR) Um corpo de massa m = 1,0kg desliza por uma pista, saindo do ponto A com
r
velocidade v 0 de módulo igual a 3,0 m/s, passando pelo ponto B com a mesma velocidade
r
v 0 e parando no ponto C (figura abaixo). A resistência do ar ao movimento do corpo é
desprezível, mas pode haver atrito entre o corpo e a pista. O trecho da pista que contém B é
parte de uma circunferência de raio R = 0,30 m. As alturas de A, B e C em relação a um nível
de referência são hA, hB e hC, respectivamente. Com base nesses dados, é correto afirmar:
01. Existe uma força de atrito entre a pista e o corpo entre os pontos A e B, que realiza
trabalho igual a –mg (hA – hB).
02. Nenhuma força realiza trabalho sobre o corpo entre A e B, pois não houve variação da
energia cinética.
04. O trabalho total realizado sobre o corpo entre os pontos B e C é 9,0 J.
08. Se não houvesse atrito entre a pista e o corpo, este teria no ponto C uma velocidade com
móculo maior que v0.
16. A aceleração centrípeta do corpo no ponto B é 30 m/s2.
08. (Udesc) Certa mola, comprimida entre dois corpos num plano horizontal, armazena uma
energia igual a 80 J. Sabendo que um dos corpos tem o triplo da massa do outro, calcule a
energia cinética de cada um deles, no momento em que a mola assume seu comprimento
normal.
Desconsidere atritos.
09. (UFSC) Nos trilhos de uma montanha-russa, um carrinho com seus ocupantes é solto, a
partir do repouso, de uma posição A situada a uma altura h, ganhando velocidade e percorrendo
um círculo vertical de raio R = 6,0 m, conforme mostra a figura. A massa do carrinho com
seus ocupantes é igual a 300 kg e despreza-se a ação de forças dissipativas sobre o conjunto.
Assinale a(s) proposição(ões) correta(s).
01. A energia mecânica mínima para que o carrinho complete a trajetória, sem cair, é igual a
4500 J.
02. A velocidade mínima na posição B, ponto mais alto do círculo vertical da montanharussa, para que o carrinho não caia é 60 m/s.
04. A posição A, de onde o carrinho é solto para iniciar seu trajeto, deve situar-se à altura
mínima h = 15 m para que o carrinho consiga completar a trajetória passando pela posição
B, sem cair.
08. Na ausência de forças dissipativas a energia mecânica do carrinho se conserva, isto é, a
soma da energia potencial gravitacional e da energia cinética tem igual valor nas posições
A, B e C, respectivamente.
16. Podemos considerar a conservação da energia mecânica porque, na ausência de forças
dissipativas, a única força atuante sobre o sistema é a força peso, que é uma força conservativa.
32. A posição A, de onde o carrinho é solto para iniciar seu trajeto, deve situar-se à altura
mínima h = 12 m para que o carrinho consiga completar a trajetória passando pela posição
B, sem cair.
64. A energia mecânica do carrinho no ponto C é menor do que no ponto A.
10. (Fuvest) Uma pista é formada por duas rampas inclinadas, A e B, e por uma região horizontal de comprimento L. Soltando-se, na rampa A, de uma altura HA, um bloco de massa m,
verifica-se que ele atinge uma altura HB na rampa B (conforme figura), em experimento realizado
na Terra. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a pista é nulo nas rampas e igual a μ
na região horizontal. Suponha que esse mesmo experimento seja realizado em Marte, onde a
aceleração da gravidade é gM ≅ g/3, e considere que o bloco seja solto na mesma rampa A e
da mesma altura HA.
Determine:
a) a razão Ra = VA Terra/VA Marte, entre as velocidades do bloco no final da rampa A (ponto A), em
cada uma das experiências (Terra e Marte).
b) a razão Rb = WTerra/WMarte, entre as energias mecânicas dissipadas pela força de atrito na
região horizontal, em cada uma das experiências (Terra e Marte).