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Questões e Respostas de Física: Energia Potencial e Cinética, Manuais, Projetos, Pesquisas de Energia

Documento contendo cinco questões de física relacionadas a energia potencial e cinética, com suas respectivas respostas. As questões abordam problemas de cálculo de energia cinética e potencial, com dados fornecidos, como massa, comprimento de cordas elásticas, alturas e aceleração da gravidade.

Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas

2022

Compartilhado em 07/11/2022

Raimundo
Raimundo 🇧🇷

4.6

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1. (Fuvest 2017) Helena, cuja massa é
50 kg,
pratica o esporte radical bungee jumping. Em
um treino, ela se solta da beirada de um viaduto, com velocidade inicial nula, presa a uma faixa
elástica de comprimento natural
0
L 15 m
= e constante elástica
k 250 N m.
=
Quando a faixa está esticada
10 m
além de seu comprimento natural, o módulo da velocidade
de Helena é
Note e adote:
- Aceleração da gravidade:
2
10 m s .
- A faixa é perfeitamente elástica; sua massa e efeitos dissipativos devem ser ignorados.
a)
0 m s
b)
5 m s
c)
10 m s
d)
15 m s
e)
20 m s
2. (Pucrj 2017) Uma bola de massa
é solta de uma altura de
1,2 m
a partir do repouso. A
velocidade da bola, imediatamente após colidir com o solo, é metade daquela registrada antes
de colidir com o solo.
Calcule a energia dissipada pelo contato da bola com o solo, em
mJ,
Dados:
2
g 10 m s
=
Despreze a resistência do ar
a)
30
b)
40
c)
60
d)
90
e)
120
3. (Uece 2016) Considere que a cabine de um elevador despenque sem atrito em queda livre
de uma altura de
3 m,
que corresponde aproximadamente a um andar. Considerando que a
cabine tenha massa de
500 kg
e a aceleração da gravidade seja
2
10 m s ,
a energia cinética
ao final da queda será, em
kJ,
a)
15.000.
b)
1.500.
c)
15.
d)
1,5.
4. (Uefs 2016)
Um bloco de massa igual a
10,0 kg
se encontra preso na extremidade de uma mola de
constante elástica
k
igual a
10,0 N cm,
conforme a figura. O bloco é puxado para uma posição
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1. (Fuvest 2017) Helena, cuja massa é 50 kg, pratica o esporte radical bungee jumping. Em um treino, ela se solta da beirada de um viaduto, com velocidade inicial nula, presa a uma faixa elástica de comprimento natural L 0 = 15 m e constante elástica k =250 N m.

Quando a faixa está esticada 10 m além de seu comprimento natural, o módulo da velocidade de Helena é

Note e adote:

  • Aceleração da gravidade: 10 m s 2.
  • A faixa é perfeitamente elástica; sua massa e efeitos dissipativos devem ser ignorados. a) 0 m s b) 5 m s c) 10 m s d) 15 m s e) 20 m s

2. (Pucrj 2017) Uma bola de massa 10 g é solta de uma altura de 1,2 m a partir do repouso. A velocidade da bola, imediatamente após colidir com o solo, é metade daquela registrada antes de colidir com o solo.

Calcule a energia dissipada pelo contato da bola com o solo, em mJ,

Dados: g =10 m s^2 Despreze a resistência do ar a) 30 b) 40 c) 60 d) (^90) e) 120

3. (Uece 2016) Considere que a cabine de um elevador despenque sem atrito em queda livre de uma altura de 3 m, que corresponde aproximadamente a um andar. Considerando que a

cabine tenha massa de 500 kg e a aceleração da gravidade seja 10 m s^2 , a energia cinética ao final da queda será, em kJ, a) 15.000. b) 1.500. c) 15. d) 1 ,5.

4. (Uefs 2016)

Um bloco de massa igual a 10,0 kg se encontra preso na extremidade de uma mola de constante elástica k igual a 10,0 N cm, conforme a figura. O bloco é puxado para uma posição

x 0 igual a 6,0 cm para a direita da posição de equilíbrio e, em seguida, é abandonado do repouso.

Nessas condições, é correto afirmar que a velocidade do bloco, ao passar pela posição de equilíbrio, em m s, é igual a a) 0, b) 0, c) 0, d) 0, e) 0,

5. (Mackenzie 2016)

Uma criança de massa 30,0 kg encontra-se em repouso no topo (A) de um escorregador de altura 1,80 m, em relação ao seu ponto mais baixo (B). Adotando-se o módulo da aceleração

da gravidade g = 10,0 m s^2 e desprezando-se todos os atritos, a velocidade da criança no ponto mais baixo é a) 5,00 m s b) 5,50 m s c) 6,00 m s d) 6,50 m s e) 7,00 m s

2ª Solução: O movimento da cabine é uma queda livre. Pela equação de Torricelli: 2 20 2 2 2

final 2 final cin cin

v v 2a S v 0 2 10 3 v 60(m s).

E m v^500 60 15.000 J E 15 kJ. 2 2

= + Δ fi = + ¥ ¥ fi = ◊ -

= = ¥ = fi =

Resposta da questão 4: [B]

Dados: k = 10N/cm = 103 N/m; x 0 = 6 cm = 6 ¥ 10 -^2 m; m =10kg.

Desprezando a ação de forças dissipativas, o sistema é conservativo. Então:

f i 2 02 2 3 2 1 mec mec 0 E E m v^ k x v x k^6 10 10 v 6 10 10 6 10 2 2 m 10

v 0,6 m s.

= fi = fi = = ¥ -^ fi = ¥ -^ ¥ = ¥ - fi

Resposta da questão 5: [C]

Usando a conservação da energia mecânica:

EM (^) A = EM (^) Bfi m A gh =m B^2 B

v (^) v 2gh 2

fi =

Substituindo os dados do problema: 2 vB = 2gh fi vB = 2 10 m s◊ ◊ 1,8 m \ vB =6,00 m s