Universidade Federal de Sergipe Campus Profº Alberto CarvalhoNúcleo de FísicaDisciplina: Física A Período: 2009/1Professor: José Gerivaldo dos Santos Duque

Lista de Exercícios N0 04 (Trabalho e Energia)

1) Calcule o trabalho de uma força constante de 12 N, quando seu ponto de aplicação se move 7m, se o ângulo entre as direções da força e do deslocamento é a) 0, b) 600, c) 900, d) 1450 e e) 1800.2) Um corpo de massa igual a 4 kg move-se para cima num plano inclinado de 200 como a horizontal. As seguintes forças agem sobre o corpo: uma força horizontal de 80 N, uma força de 100 N que se opõe ao movimento. O corpo desliza 20 m sobre o plano. Calcule o trabalho total realizado pelo sistema de forças que age sobre o corpo, assim como o trabalho executado por cada uma delas.3) Um corpo com 0.10 kg de massa cai de uma altura de 3 m sobre um monte de areia. Se o corpo afunda 3 cm antes de parar, qual é o módulo da força constante que a areia exerceu sobre o corpo?4) Um homem com 80 kg de massa caminha para cima num plano inclinado de 100 com a horizontal, desenvolvendo uma velocidade de 6 km.h-1. Calcule a potência desenvolvida.5) Um elevador transporta par cima 10 passageiros a uma altura de 80 m em 3 mim. Cada passageiro tem 80 kg de massa e o elevador tem uma massa de 1000 kg. Calcule a potência de seu motor.6) Uma força constante de 60 dyn age durante 12 s num corpo cuja a massa é de 10 g. O corpo tem uma velocidade inicial de 60 cm.s-1 na mesma direção da força. Calcule: a) o trabalho realizado pela força, b) a energia cinética final, c) a potência desenvolvida e d) o aumento da energia cinética.7) Um corpo com 20 kg de massa é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 50 m.s-1. Calcule: a) os valores iniciais de Ec, Ep e Et; b) Ec e Ep depois de 3 s; c) Ec e Ep a 100 m de altitude e d) a altitude do corpo quando Ec está reduzido a 80% do valor inicial.8) Uma bola de 0.40 kg é lançada horizontalmente do alto de uma colina de 120 m de altura com a velocidade de 6 m.s-1. Calcule: a) a energia cinética inicial da bola; b) sua energia potencial inicial; c) sua energia cinética quando ela atinge o solo e d) sua velocidade quando ela atinge o solo.9) Um corpo com 0.5 kg de massa é largado de uma altura de 1 m sobre uma pequena mola vertical que tem uma extremidade presa ao solo. A constante da mola é k = 2000 N/m.10) O corpo A na figura abaixo tem uma massa de 0.5 kg. Partindo do repouso, ela desliza 3 m sobre um plano sem atrito, que forma um ângulo de 450 com a horizontal, até atingir a mola M cujo a extremidade B está fixa ao outro extremo do plano. A constante da mola é k = 400 N/m. Calcule a deformação máxima da mola.

11) Um bloco de gelo flutuante é empurrado por uma correnteza através de um deslocamento ao longo de dique. A força da água sobre o bloco de gelo é

. Qual o trabalho realizado pela força sobre o bloco nesse deslocamento?12) A figura abaixo mostra 3 forças aplicadas a um baú que se move para esquerda por 3 m sobre um piso sem atrito. Os módulos das forças são F1 = 5 N, F2 = 9 N e F3 = 3 N, e o ângulo indicado é

= 600. Neste deslocamento, a) qual é o trabalho resultante realizado sobre o baú pelas três forças, b) a energia cinética do baú aumenta ou diminui?

13) Um tijolo de 10 kg se move ao longo de um eixo x. Sua aceleração como função de uma posição é mostrada na figura abaixo. Qual é o trabalho resultante realizado sobre o tijolo pela força que o acelera quando ele se desloca de x = 0 a x = 8 m?

14) Uma força atua sobre uma partícula quando está sofre um deslocamento

. (Outras forças também atuam sobre a partícula) Quanto vale à constante c se o

trabalho realizado sobre a partícula pela força for a) 0, b) 17 J e c) -18 J?

15) Qual o trabalho realizado pela força , com x em metros, que move uma

partícula de uma posição até uma posição ?

16) Qual é a constante elástica de uma mola que armazena 25 J de energia potencial quando comprimida 7.5 cm a partir do de seu comprimento relaxado? 17) Um bloco com massa m = 2 kg é colocado contra uma mola sobre um plano inclinado sem atrito com ângulo de inclinação = 300. (O bloco não está preso a mola.) A mola, com constante elástica k = 16 N/cm, é comprimida de 20 cm e então solta. a) Qual é a energia potencial elástica da mola comprimida? b) Qual é a variação na energia potencial gravitacional do sistema bloco-Terra quando o bloco se move desde o ponto em que foi liberado até seu ponto mais alto no plano inclinado? c) Qual a distância percorrida pelo bloco ao longo do plano até atingir esta altura máxima?18) Um disco de plástico de 75 g é arremessado de um ponto 1.1 m acima do solo com velocidade de 12 m/s. Quando ele alcança uma altura de 2.1 m, sua velocidade é de 10.5 m/s. Qual foi a redução a redução na Et do sistema disco-Terra devido ao arrasto do ar?19) Um pacote de 4 kg é lançado para cima ao longo de um plano inclinado de 300 com 128 J de energia cinética. Que distância ele deslizará ao longo do plano inclinado se o coeficiente de atrito cinético entre o pacote e o plano é de 0.30?20) Um carro de 1500 kg parte do repouso em uma estrada horizontal e adquire uma velocidade de 72 km/h em 30 s. a) Qual é a sua energia cinética ao final de 30 s? b) Qual é a potência média requerida do carro durante o intervalo de 30 s? c) Qual é a potência instantânea ao final de 30s, supondo que a aceleração é constante.