Questao energia e_trabalho

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Text of Questao energia e_trabalho

  • 1. Instrumento: ATIVIDADE FIXAO CAPTULO 1 e 2 1 etapa / 2013 Disciplina: FSICA Professor(a): BETINE ROST Data: MARO/ 2013 Srie: 1 Srie do Ensino Mdio Turma: ________ Nome: _________________________________________ N: ___________1. (Unesp 2013) A figura ilustra um brinquedo oferecido por alguns parques, conhecido por tirolesa, no qual uma pessoadesce de determinada altura segurando-se em uma roldana apoiada numa corda tensionada. Em determinado ponto dopercurso, a pessoa se solta e cai na gua de um lago.Considere que uma pessoa de 50 kg parta do repouso no ponto A e desa at o ponto B segurando-se na roldana, e quenesse trajeto tenha havido perda de 36% da energia mecnica do sistema, devido ao atrito entre a roldana e a corda. Noponto B ela se solta, atingindo o ponto C na superfcie da gua. Em seu movimento, o centro de massa da pessoa sofreo desnvel vertical de 5 m mostrado na figura. 2Desprezando a resistncia do ar e a massa da roldana, e adotando g = 10 m/s , pode-se afirmar que a pessoa atinge oponto C com uma velocidade, em m/s, de mdulo igual aa) 8.b) 10.c) 6.d) 12.e) 4.Resposta:[A] 2Dados: m = 50 kg; h = 5 m; v0 = 0; g = 10 m/s .1 Soluo: Pelo Teorema da Energia Cintica.O sistema no conservativo. O trabalho das foras no conservativas (W) corresponde, em mdulo, energiamecnica dissipada, igual a 36% da energia mecnica inicial.WFat 0,36 m g hPelo Teorema da Energia Cintica: o trabalho da fora resultante igual variao da energia cintica. 2 m v 2 m v0W Re s ECin WP WFat F 2 2 m v2m g h 0,36 m g h v 0,64 2 g h 1 10 5 64 ,28 2v 8 m / s.2 Soluo: Pelo Teorema da Energia Mecnica.Se houve dissipao de 36% da energia mecnica do sistema, ento a energia mecnica final (que apenas cintica) igual a 64% da energia mecnica inicial (que apenas potencial gravitacional). final inicial m v2EMec 0,64 EMec 0,64 m g h v 1 g h 1 10 5 64 ,28 ,28 2v 8 m / s. Pgina 1 de 35
  • 2. 2. (Upe 2013) O Brasil um dos pases de maior potencial hidrulico do mundo, superado apenas pela China, pelaRssia e pelo Congo. Esse potencial traduz a quantidade de energia aproveitvel das guas dos rios por unidade detempo. Considere que, por uma cachoeira no Rio So Francisco de altura h = 5 m, a gua escoada numa vazo Z = 5 3m /s. Qual a expresso que representa a potncia hdrica mdia terica oferecida pela cachoeira, considerando que a 3 2gua possui uma densidade absoluta d = 1000 kg/m , que a acelerao da gravidade tem mdulo g = 10 m/s e que avelocidade da gua no incio da queda desprezvel?a) 0,25 MWb) 0,50 MWc) 0,75 MWd) 1,00 MWe) 1,50 MWResposta:[A] W mgH VgH VP gH t t t t VP gH 1000x5x10x5 2,5x105 W 0,25MW t3. (Espcex (Aman) 2013) Um carrinho parte do repouso, do ponto mais alto de uma montanha-russa. Quando ele est a10 m do solo, a sua velocidade de 1m s. Desprezando todos os atritos e considerando a acelerao da gravidadeigual a 10 m s2 , podemos afirmar que o carrinho partiu de uma altura dea) 10,05 mb) 12,08 mc) 15,04 md) 20,04 me) 21,02 mResposta:[A]Dados: h = 10 m; v0 = 0; v = 1 m/s.Pela conservao da energia mecnica: 2 v0 12 m 2 v0 g h 10 10 m g Hm g h H 2 H 2 2 g 10H 10,05 m.4. (Ufpr 2013) Uma partcula com carga eltrica positiva qA e massa mA aproxima-se de uma outra partcula com cargapositiva qB e massa mB, descrevendo a trajetria mostrada na figura abaixo em linha tracejada. A partcula B tem massamuito maior que a partcula A e permanece em repouso, em relao a um referencial inercial, durante a passagem dapartcula A. Na posio inicial r i , a partcula A possui velocidade instantnea de mdulo vi, e na posio final r f sua Pgina 2 de 35
  • 3. velocidade tem mdulo vf. A nica fora relevante nesse sistema a fora eltrica entre as partculas A e B, de modoque as demais foras podem ser desprezadas.Considerando que k 1 4 0 8,988 109 N m2 C2 , assinale a alternativa que fornece a expresso correta para amassa da partcula A em termos de todas as grandezas conhecidas. 2kqA qB 1 1 a) mA . (v 2 vi2 ) r i r f f 2kqA qB 1 1 b) mA . (vi2 v 2 ) r i r f f 2kqA qB 1 1 c) mA . (v f vi ) r i r f 2kqA qB 1 1 d) mA . (v 2 vi2 ) r i r f f 2kqA qB 1 1 e) mA . (vi2 v 2 ) r i r f fResposta:[A]Pela conservao da energia mecnica: f i mA v 2 f k qA qB mA vi2 k qA qBEMec EMec 2 rf 2 ri fmA v 2 vi2 k q 1 1 qB A 2 ri rf 2 k qA qB 1 1 mA . v 2 vi2 ri rf f5. (Unicamp 2013) Um aerogerador, que converte energia elica em eltrica, tem uma hlice como a representada nafigura abaixo. A massa do sistema que gira M 50 toneladas, e a distncia do eixo ao ponto P, chamada de raio de 1girao, R 10 m. A energia cintica do gerador com a hlice em movimento dada por E MVP2 , sendo VP o 2mdulo da velocidade do ponto P. Se o perodo de rotao da hlice igual a 2 s, qual a energia cintica do gerador?Considere 3. Pgina 3 de 35
  • 4. a) 6,250 105 J.b) 2,250 107 J.c) 5,625 107 J.d) 9,000 107 J.Resposta:[B] 2 1 1 2 R E MVP2 E M 2 2 T 2 1 2.3.10 50000 45000000E 50000 900 2 2 2 2E 22500000JE 2,25 107 JTEXTO PARA A PRXIMA QUESTO:O Brasil prepara-se para construir e lanar um satlite geoestacionrio que vai levar banda larga a todos os municpiosdo pas. Alm de comunicaes estratgicas para as Foras Armadas, o satlite possibilitar o acesso banda largamais barata a todos os municpios brasileiros. O ministro da Cincia e Tecnologia est convidando a ndia que temexperincia neste campo, j tendo lanado 70 satlites a entrar na disputa internacional pelo projeto, que trar ganhospara o consumidor nas reas de Internet e telefonia 3G.(Adaptado de: BERLINCK, D. Brasil vai construir satlite para levar banda larga para todo pas. O Globo, Economia, mar. 2012. Disponvel em: . Acesso em: 16 abr. 2012.)6. (Uel 2013) Suponha que o conjunto formado pelo satlite e pelo foguete lanador possua massa de 1 103 ,0toneladas e seja impulsionado por uma fora propulsora de aproximadamente 5,0 107 N, sendo o sentido de lanamentodesse foguete perpendicular ao solo.Desconsiderando a resistncia do ar e a perda de massa devido queima de combustvel, assinale a alternativa queapresenta, corretamente, o trabalho realizado, em joules, pela fora resultante aplicada ao conjunto nos primeiros 2,0 kmde sua decolagem.Considere a acelerao da gravidade g 10,0 m s2 em todo o percurso descrito.a) 4,0 107 Jb) 8,0 107 Jc) 4,0 1010 J Pgina 4 de 35
  • 5. d) 8,0 1010 Je) 10,0 1010 JResposta:[D]Dados: m = 10 ton = 10 kg; F = 5 10 N; d = 2 km = 2 10 m. 3 6 7 3O trabalho da resultante das foras igual ao somatrio dos trabalhos realizados por cada uma das foras atuantes, queso a fora propulsora e o peso do foguete. R F P F P d F m g d R 5 107 106 10 2 103 R 8 1010 J.7. (Uerj 2012) Uma pess