Material de Apoio - Trabalho e Energia

Forte abraço e bons estudos.




1°) Um corpo de massa 10 kg encontra-se em repouso sobre uma superfície horizontal. A partir de certo instante, passa a agir sobre o corpo uma força horizontal, constante, de módulo 100 N. O coeficiente de atrito cinético entre o corpo e a superfície vale 0,5, e adotando g = 10 m/s2, determine:


a) os módulos das forças que atuam no corpo durante o movimento.
b) o trabalho de cada uma das forças que atuam no corpo para um deslocamento de 5 m.
c) o trabalho da força resultante.

Resolução:

a)

P = N = 10 .10 = 100N

fat = 0,5 100

fat = 50N

b)
O trabalho do Peso e da Força Normal são nulos.

Para o trabalho da força F temos:


T = 100.5 = 500J


Para o trabalho da força de atrito temos:


T = 50.5 = 250J


c)

T = 250J

2°) Analise as alternativas:

Quando o corpo se desloca para pontos de maior altura em relação ao referencial, o trabalho da força peso é negativo.
Quando o corpo se desloca para pontos de menor altura em relação ao referencial, o trabalho da força peso é positivo.
O trabalho da força peso independe da forma da trajetória.

Está(ão) correta(s) somente:

a) I e III.
b) I.
c) I e II
d) III.
e) I, II e III.

3°) Um corpo esférico de peso 100 N é abandonado sobre um plano inclinado que forma 30º com a horizontal e sem atrito, conforme a figura abaixo. Sabendo que o corpo desloca-se d = 10m segundo a linha de maior declive do plano, pode-se afirmar que o trabalho realizado pela força peso do corpo vale:


a) 100 J.
b) 500 J.
c) 550 J.
d) 600 J.
e) 750 J.

4°) A figura representa o gráfico do módulo F de uma força que atua sobre um corpo em função do seu deslocamento x. Sabe-se que a força atua sempre na mesma direção e sentido do deslocamento.
Pode -se afirmar que o trabalho dessa força no trecho representado pelo gráfico é, em joules:

a) 0
b) 2,5
c) 5,0
d) 7,5
e) 10

5°) Um corpo de massa igual a 10Kg, sujeito à ação de uma força constante, na direção do movimento, teve sua velocidade variada de 15m/s para 25m/s em 10 segundos. Calcule o trabalho realizado pela força resultante que motivou essa variação de velocidade.

Resolução:

O trabalho realizado é igual a variação de energia cinética. Então temos:





6°) Sensores de dimensões muito pequenas têm sido acoplados a circuitos micro-eletrônicos. Um exemplo é um medidor de aceleração que consiste de uma massa m presa a uma micro-mola de constante elástica k. Quando o conjunto é submetido a uma aceleração aa micro mola se deforma, aplicando uma força Fel na massa.


Imagine que a constante elástica da mola seja 1000 N/m e que ela sofra uma deformação de 20cm, determine sua energia potencial elástica.

Resolução:

7°) Com relação a questão anterior, determine a velocidade que o bloco adquire sabendo que toda energia potencial elástica será convertida em energia cinética. Considere a massa do bloco igual a 0,4kg.

Resolução:


8°) Numa montanha-russa, um carrinho com 300 kg de massa é abandonado do repouso de um ponto A, que está a 5,0 m de altura. Supondo que os atritos sejam desprezíveis e que g = 10 m/s2, calcule:



a) o valor da velocidade do carrinho no ponto B;
b) a energia cinética do carrinho no ponto C, que está a 4,0 m de altura.

Resolução:
a) 



b) 


9°) Uma pista de skate, para esporte radical, é montada a partir de duas rampas R1 e R2, separadas entre A e B por uma distância D, vide figura. A pista foi projetada de tal forma que um skatista, ao descer a rampa R1, chega ao ponto A com velocidade máxima.
Considerando que toda energia potencial gravitacional do skatista, a 8m de altura em relação ao solo, transforme-se em energia cinética no ponto A, determine sua velocidade nesse ponto.



Gabarito: 12,6 m/s

10°) Com relação a questão anterior, sabe-se que em um caso real, há perda de velocidade do skatista por causa do atrito. Considere a velocidade do skatista no ponto B igual a 10 m/s e que do ponto B em diante podemos desprezar as forças dissipativas. Adote g = 10 m/s2 . Qual é a altura máxima que ele irá atingir na rampa R2?  

Gabarito: 5m