LISTA 1 DE FISICA 2

Prévia do material em texto

1 
 
 
 
 
 
 
engenharia de produção - NITERÓI 
 
física iI — prof. Hélio Martins jr & ROMIR A. dos REIS 
 
Lista básica sobre trabalho mecânico, 
potência mecânica e energia mecânica 
 
 
 
Nome: ________________________________ Turma: _________ 
 
 
1. No esquema da figura, uma mesma caixa é arrastada por três vezes ao longo do plano horizontal, 
deslocando–se do ponto A até o ponto B. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Na primeira vez é puxada pela força F1, que realiza um trabalho W1; na segunda, é puxada pela força F2, 
que realiza um trabalho W2 e na terceira, é puxada por uma força F3, que realiza um trabalho W3. 
Compare W1 com W2 com W3 . 
 
 
2. Uma partícula de massa 900 g, inicialmente em repouso na posição x = 0 de um eixo Ox , submete 
– se à ação de uma força paralela ao eixo . O gráfico abaixo mostra a variação da intensidade da força 
em função da abscissa da partícula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
F2 
 
F3 
 
 
F1 
 
 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Determine a velocidade escalar da partícula na posição x = 8 m . 
 
3. Seja h a distância percorrida por um corpo em queda livre abandonado do repouso. Como a potência é 
proporcional a h x, qual o valor de x ? 
 
4. Na situação da figura, o motor elétrico faz com que o bloco de massa 30 kg suba com velocidade 
constante de 1,0 m/s . O cabo que sustenta o bloco é ideal , a resistência do ar é desprezível e adota – se g 
= 10 m/s2 . Considerando que nessa operação o motor apresenta um rendimento de 60 % , calcular a 
potência por ele dissipada . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. O bloco da figura tem massa 2,8 kg e parte do repouso , na origem do eixo Ox. Sobre ele agem 
exclusivamente as forças F1 e F2 representadas, cujos valores algébricos variam em função de x, conforme 
o gráfico abaixo . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 X (m) 
2 4 0 6 8 
5 
15 
 
motor 
 
g 
O 
 
F1 
 
F2 
 
x 
F (N) 
v 
 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sabendo – se que F1 e F2 são suprimidas na posição x = 10 m, pede–se determinar a máxima velocidade 
atingida pelo bloco. 
 
6. O gráfico abaixo mostra como varia a potência desenvolvida por uma força que atua sobre um bloco 
que se movimenta em linha reta, de tal forma que a força é paralela ao deslocamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Determine o trabalho realizado pela força quando o bloco se desloca da origem até o ponto x = 6,0 m 
 
7. Uma queda dágua de 1,0 m de altura possui uma vazão de 2,0 litros por segundo. Considerando a 
aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, determine a potência máxima que poderá ser obtida. 
 
8. Um ônibus elétrico trafega com velocidade constante de 72 km/h, num trecho retilíneo e horizontal de 
uma avenida. Sabendo – se que a potência elétrica que ele recebe da rede é de 4000 Kw e que seu 
rendimento é de 80 % , determine a força de resistência ao movimento ( em Newton ) . 
 
9. A potência desenvolvida por certo carro vale , no máximo , 48 Kw. Suponha que este carro esteja se 
deslocando numa estrada plana, retilínea e horizontal em alta velocidade. Nestas condições, o módulo da 
resultante das diversas forças de resistência que se opõem ao movimento é dado pela expressão empírica: 
F = k . v2 , onde K = 0,75 kg/m e v é a velocidade do carro. Calcule a velocidade máxima que este carro 
pode atingir. 
 
F (N) 
x ( m ) 
40 
20 
- 20 
6 8 
10 
0 
( F1 ) 
( F2 ) 
 
Pot ( W ) 
1 
2 
0 1 2 
3 4 6 5 T (s) 
- 2 
 4 
10. Um projétil de massa igual a 10 gramas atinge horizontalmente uma parede com velocidade de 
120m/s, nesta penetrando 20 cm até parar. Determinar em Newtons, a intensidade média da força 
resistente que a parede opõe ao movimento do projétil . 
 
11. Uma esfera de massa 0,2 kg presa a um fio ideal de comprimento 0,4 m descreve uma circunferência 
vertical. No ponto mais baixo da trajetória, a velocidade da esfera é de 6 m/s . Determine a força que 
traciona o fio no ponto mais alto da trajetória. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12. Uma partícula de massa m é abandonada , sem velocidade inicial , de uma altura h em relação ao solo 
em um local onde a intensidade do campo gravitacional é constante e igual a g. Seja t = 0 o instante em 
que ela foi solta e t = T aquele em que ela tocou o solo. Despreze a resistência do ar e considere a energia 
potencial zero no solo. Qual o valor da energia potencial gravitacional da partícula para t = T/2 ? 
 
13. A figura apresenta um corpo preso à extremidade de uma mola, apoiado num plano perfeitamente 
liso, e em equilíbrio no ponto O. Aplica- se no corpo uma força F, puxando – o até . Após retirada a força 
F, o corpo vai mover – se de A até O. Qual o valor , no ponto médio P, da energia cinética em relação à 
energia potencial elástica máxima ? 
 
 
 
 
 
 
 
14. Um vaso de 2,0 Kg cai a partir do sexto andar de um edifício. O vaso desce 20,00 m em queda livre 
até encontrar um anteparo próximo ao solo. Suponha que o vaso ainda desça verticalmente 5,0 cm , 
penetrando no anteparo até parar completamente . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
g 
Dado : g = 10 m/s
2
 
O P A 
20 m 
20 m + 5 cm 
anteparo 
 5 
 
Supondo constante a desaceleração do vaso ao longo destes 5,0 cm, calcule o módulo da força resultante 
sobre o vaso nesse trecho . 
 
 
15. Um pequeno corpo de peso P , parte do repouso em A e desliza sem atrito, ao longo da trajetória 
ABCD. Qual a menor altura h acima do círculo formado pela trajetória, na qual o corpo pode partir do 
repouso sem abandonar a trajetória até o ponto D ? 
 
16. Um calorímetro de capacidade térmica desprezível tem uma de suas paredes inclinada como mostra a 
figura. Um bloco de gelo, a 0 °C, é abandonado a 1,68 x 10- 1 m de altura e desliza até atingir a base do 
calorímetro, quando pára. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sabendo que o calor latente de fusão do gelo vale 3,36 x 10 5 J/kg e considerando g = 10 m/s2, calcule a 
fração da massa do bloco de gelo que se funde. 
 
17. Um bloco de massa 0,20 kg desce deslizando sobre a superfície mostrada na figura. No ponto A, a 60 
cm acima do plano horizontal EBC, o bloco tem uma velocidade de 2,0 m/s e ao passar pelo ponto B sua 
velocidade é de 3,0 m/s. (Considere g = 10 m/s2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1,68 x 10
 – 1
 m 
Posição em que foi 
abandonado . 
Posição em que o 
corpo pára . 
 
A 
B C 
60 m 
 6 
 
18. Numa partida de futebol, o goleiro bate o tiro de meta e a bola, de massa 0,5 kg, sai do solo com 
velocidade de módulo igual a 10 m/s, conforme mostra a figura. No ponto P, a 2 metros do solo, um 
jogador da defesa adversária cabeceia a bola. Considerando g = 10 m/s, determine a energia cinética da 
bola no ponto P . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O trilho representado anteriormente possui um dispositivo que forneceao carrinho de massa 1,0 kg uma 
energia de 22 J. Desprezando os atritos e as dimensões do carrinho, e considerando g = 10 m/s2. 
Determine: 
 
(a) a velocidade vQ do carrinho no ponto Q 
(b) o valor máximo que poderia ter a altura yP, para que o carrinho atinja o ponto P 
 
20. Um bloco de pequenas dimensões parte do repouso da posição (1) a 1,0 m do solo, e passa a 
deslizar com atrito desprezível sobre o trilho, cujo perfil está representado na figura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sendo 10 m/s2 o valor da aceleração da gravidade, calcule com que velocidade o bloco passa pela 
posição (2), a 0,20 m do solo . 
 
 
V 
2 m 
5,0 m 
yP 
 
P 
Q 
 
(1) 
 
 
(2) 
1,0 m 
0,20 m