UMA SUPER ABORDAGEM SOBRE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA

A figura mostra um bloco, de massa m=500 g, mantido encostado em uma mola comprimida de X=20 cm. A constante elástica da mola é K=400 N/m. A mola é solta e empurra o bloco que, partindo do repouso no ponto A, atinge o ponto B, onde pára. No percurso entre os pontos A e B, a força de atrito da superfície sobre o bloco dissipa 20% da energia mecânica inicial no ponto A. 

Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S): 

01. Na situação descrita, não há conservação da energia mecânica. 
02. A energia mecânica do bloco no ponto B é igual a 6,4 J. 
04. O trabalho realizado pela força de atrito sobre o bloco, durante o seu movimento, foi 1,6 J. 
08. O ponto B situa-se a 80 cm de altura, em relação ao ponto A. 
16. A força peso não realizou trabalho no deslocamento do bloco entre os pontos A e B, por isso não houve conservação da energia mecânica do bloco. 
32. A energia mecânica total do bloco, no ponto A, é igual a 8,0 J. 
64. A energia potencial elástica do bloco, no ponto A, é totalmente transformada na energia potencial gravitacional do bloco, no ponto B.

ÁTOMOS E TRABALHO

Os átomos que constituem os sólidos estão ligados entre si por forças interatômicas. O trabalho necessário para arrancar um átomo de uma barra de ouro é de aproximadamente 3,75 eV. Atualmente é possível arrancar do metal um único átomo. Esse átomo desliga-se dos outros, quando é puxado a 4,0×10­^-10 m acima da superfície da barra. Considere 1eV=1,6×10­^-19 J.

a) Calcule a força necessária para arrancar um único átomo de ouro da barra.

b) Uma secção transversal da barra de ouro tem aproximadamente 1,6×10^15 átomos/cm². Calcule a força necessária para romper uma barra de ouro com área transversal de 2 cm².

QUESTÃO INTERESSANTE DE ENERGIA CINÉTICA

Um bloco de peso 5,0 N, partindo do repouso na base do plano, sobe uma rampa, sem atrito, sob a ação de uma força horizontal constante e de intensidade 10 N, conforme mostra a figura.

Qual a energia cinética do bloco, quando atinge o topo do plano?

a) 50J
b) 40J
c) 30J
d) 20J
e) 10J

UMA APLICAÇÃO DO EFEITO MAGNUS

Quando uma bola chutada com rotação, o ar que passa em volta possui diferentes pressões. A região de menor pressão é a região de maior velocidade. Isso causa a curva nos chutes em bolas de futebol. É o chamado "Efeito Magnus".

A força do efeito Magnus é calculada pela relação FMagnus = k.v.w onde k é um parâmetro que depende das características da bola e da densidade do ar, v é a velocidade linear da bola e w é a velocidade angular da bola. 

Para uma bola de massa 0,50 kg que executa uma curva de 40 m de raio a uma velocidade de 40 m/s a força do efeito Magnus é próxima de: 

A) 5,0 N
B) 10 N
C) 20 N
D) 40 N
E) 50 N

UM PROBLEMA DE TRABALHO DA FORÇA ELÁSTICA

Considere um bloco de massa m ligado a uma mola de constante elástica k = 20 N/m, como mostrado na figura a seguir. O bloco encontra-se parado na posição x = 4,0 m. A posição de equilíbrio da mola é x = 0.

O gráfico a seguir indica como o módulo da força elástica da mola varia com a posição x do bloco.

O trabalho realizado pela força elástica para levar o bloco da posição x = 4,0 m até a posição x = 2,0, em joules, vale
A) 120
B) 80
C) 40
D) 160
E) -80

UMA QUESTÃO QUE FALA DE MÁQUINAS MAS PRECISARIA DE CONCEITOS TÉRMICOS (VAMOS VER TAIS CONCEITOS EM TERMODINÂMICA)

Uma máquina consome 4000 J de energia em 100 segundos.Sabendo-se que o rendimento dessa máquina é de 80%, calcule a energia mecânica que ela fornece em 2 horas de funcionamento.

PRIMEIRA QUESTÃO SOBRE TRABALHO E POTÊNCIA - TÍPICA DE ENEM

UFRGS 2011

O resgate de trabalhadores presos em uma mina subterrânea no norte do Chile foi realizado através de uma cápsula introduzida numa perfuração do solo até o local em que se encontravam os mineiros, a uma profundidade da ordem de 600 m. Um motor com potência total aproximadamente igual a 200,0 kW puxava a cápsula de 250 kg contendo um mineiro de cada vez.

Considere que para o resgate de um mineiro de 70 kg de massa a cápsula gastou 10 minutos para completar o percurso e suponha que a aceleração da gravidade local é 9,8 m/s². Não se computando a potência necessária para compensar as perdas por atrito, a potência efetivamente fornecida pelo motor para içar a cápsula foi de

a. 686 W.

b. 2.450 W.

c. 3.136 W.

d.18.816 W.

e. 41.160 W.

REVISITANDO ATRITO PARA FAZER UM PROBLEMINHA DE UM BLOCO EM CIMA DO OUTRO

RESULTANTE CENTRÍPETA - MOVIMENTO NO CONE

Uma massa pontual se move, sob a influência da gravidade g e sem atrito, com velocidade angular W em um círculo a uma altura h ≠ 0 na superfície interna de um cone que forma um ângulo α com seu eixo central, como mostrado na figura. 
A altura h da massa, em relação ao vértice do cone, é:

RESULTANTE CENTRÍPETA - ENVOLVENDO FORÇA ELÉTRICA

(ITA) Suponha que o elétron em um átomo de hidrogênio se movimenta em torno do próton em uma órbita circular de raio R. Sendo m a massa do elétron e q o módulo da carga de ambos, elétron e próton, conclui-se que o módulo da velocidade do elétron é proporcional a:

a) q √(R/m).
b) q/ √(mR).
c) q/m (√R).
d) qR/ √m.
e) q²R/ √m.

RESULTANTE CENTRÍPETA - PROBLEMA COM MOLA

Um corpo de 1 kg, preso a uma mola ideal, pode deslizar sem atrito sobre a haste AC, solidária à haste AB. A mola tem constante elástica igual a 500 N/m e o seu comprimento sem deformação é de 40 cm. A velocidade angular da haste AB quando o comprimento da mola é 50 cm, vale:

RESULTANTE CENTRÍPETA - GLOBO DA MORTE

O globo da morte apresenta um motociclista percorrendo uma circunferência em alta velocidade. Nesse circo, o raio da circunferência é igual a 4,0 m. Observe o esquema a seguir: O módulo da velocidade da moto no ponto B é 12 m/s e o sistema moto-piloto tem massa igual a 160 kg. Determine aproximadamente a força de contato entre o sistema moto piloto e o globo no ponto B.

RESULTANTE CENTRÍPETA - A NAVE EM 2001, UMA ODISSÉIA NO ESPAÇO

Algo muito comum nos filmes de ficção científica é o fato dos personagens não flutuarem no interior das naves espaciais. Mesmo estando no espaço sideral, na ausência de campos gravitacionais externos, eles se movem como se existisse uma força que os prendesse ao chão das espaçonaves. Um filme que se preocupa com esta questão é "2001, uma Odisséia no Espaço", de Stanley Kubrick. Nesse filme a gravidade é simulada pela rotação da estação espacial, que cria um peso efetivo agindo sobre o astronauta. A estação espacial, em forma de cilindro oco, mostrada a seguir, gira com velocidade angular constante de 0,2 rad/s em torno de um eixo horizontal E perpendicular à página. O raio R da espaçonave é 40 m.

a) Calcule a velocidade tangencial do astronauta representado na figura.

b) Determine a força de reação que o chão da espaçonave aplica no astronauta que tem massa m=80 kg.

RESULTANTE CENTRÍPETA - NO VALE E EM PONTO COM ELEVAÇÃO

Em uma estrada, um automóvel de 800 kg com velocidade constante de 72 km/h se aproxima de um fundo de vale, conforme esquema a seguir. Sabendo que o raio de curvatura nesse fundo de vale é 20 m, calcule a força de reação da estrada sobre o carro nesse ponto.

RESULTANTE CENTRÍPETA - CARRO EFETUANDO UMA CURVA SEM ELEVAÇÃO

A figura a seguir mostra um carro de 800 kg fazendo uma curva horizontal plana, de raio R = 50 m, em uma estrada asfaltada. Sabe - se que o coeficiente de atrito entre os pneus e o asfalto é de 0,8. Calcule a velocidade máxima que esse carro pode ter sem derrapar.

MOEDA + COPO + CARTÃO + FORÇA DE ATRITO + FORÇA MÍNIMA

(UNIFESP) A figura representa uma demonstração simples que costuma ser usada para ilustrar a primeira lei de Newton.

O copo, sobre uma mesa, está com a boca tampada pelo cartão c e, sobre este, está a moeda m. A massa da moeda é 0,010 kg e o coeficiente de atrito estático entre a moeda e o cartão é 0,15. O experimentador puxa o cartão com a força F, horizontal, e a moeda escorrega do cartão e cai dentro do copo.

a) Represente todas as forças que atuam sobre a moeda quando ela está escorregando sobre o cartão puxado pela força F. Nomeie cada uma das forças representadas.

b) Costuma-se explicar o que ocorre com a afirmação de que, devido à sua inércia, a moeda escorrega e cai dentro do copo. Isso é sempre verdade ou é necessário que o módulo de F tenha uma intensidade mínima para que a moeda escorregue sobre o cartão? Se for necessária essa força mínima, qual é, nesse caso, o seu valor? (Despreze a massa do cartão, o atrito entre o cartão e o copo e admita g=10 m/s².)

O TÊNIS E AS LEIS DE NEWTON

(UEL) Um jogador de tênis, ao acertar a bola com a raquete, devolve-a para o campo do adversário. Sobre isso, é correto afirmar:

A) De acordo com a Segunda Lei de Newton, a força que a bola exerce sobre a raquete é igual, em módulo, á força que a raquete exerce sobre a bola. 

B) De acordo com a Primeira Lei de Newton, após o impacto com a raquete, a aceleração da bola é grande porque a sua massa é pequena. 

C) A força que a raquete exerce sobre a bola é maior do que a força que a bola exerce sobre a raquete, porque a massa da bola é menor que a massa da raquete. 

D) A bola teve o seu movimento alterado pela raquete. A Primeira Lei de Newton explica esse comportamento. 

E) Conforme a Segunda Lei de Newton, a raquete adquire, em módulo, a mesma aceleração que a bola.

UMA QUESTÃO PARA APROFUNDAR MCU

Um cilindro oco, cuja geratriz mede 4 m, tem as bases paralelas e gira em torno de seu eixo disposto horizontalmente, conforme a figura. 

Seu movimento é uniforme, efetuando 120 rpm. Um projétil lançado através desse cilindro, paralelamente ao seu eixo, perfura as duas bases em dois pontos: a base A no ponto 1 e a base B no ponto 2. O ângulo φ formado pelos dois raios que passam por esses pontos 1 e 2, desde quando o projétil perfura a base A até emergir em B, é φ = π/2 rad. Supondo que o movimento do projétil seja retilíneo e uniforme, calcule a sua velocidade.

O intervalo de tempo t que a bala leva em MRU para percorrer 4 m é o mesmo intervalo de tempo que as bases A e B do cilindro levam para girar de φ = π/2 rad.

UMA APLICAÇÃO PARA ENTENDER A ACELERAÇÃO ANGULAR

(UFPE / UFRPE) O eixo de um motor que gira a 3600 rotações por minuto é frenado, desacelerando uniformemente a 20π rad/s², até parar completamente. Calcule quanto tempo foi necessário, em s, para o motor parar completamente.

UFF - POLIAS DENTADAS

Três engrenagens de raios R1, R2 = (3/2) R1 e R3 = (2/3)R1 estão conectadas tal como indicado na figura abaixo.

A razão ω1/ω3 entre as velocidades angulares da primeira e terceira engrenagens é:

A) 1/3

B) 1/2

C) 2/3

D) 1

E) 3/2