Qual o trabalho que deverá ser realizado sobre um corpo de massa igual a 10 kg para que sua velocidade passe de 18 km h para 10 m s *?

Esta lista de exercícios trata sobre o trabalho e a energia cinética: grandezas escalares fundamentais para o estudo da dinâmica.

Publicado por: Rafael Helerbrock em Exercícios de Física

Questão 1

Um corpo que se desloca 1,0 m ao longo de uma superfície horizontal, sofrendo a ação de uma força de 100 N que forma um ângulo de 60º com essa direção. Determine o módulo do trabalho exercido por essa força sobre o bloco e assinale a alternativa correspondente.

Dados:

sen60º = √3/2

cos60º = 0,5

a) 50√3 J

b) 100√3 J

c) 50 J

d) 150 J

e) 200 J

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Questão 2

Sobre um objeto de 10 kg em repouso, é realizado um trabalho de 320 J. Determine o módulo da velocidade final desse objeto após a aplicação dessa força e assinale a alternativa correspondente.

a) 10 m/s

b) 2 m/s

c) 4 m/s

d) 8 m/s

e) 15 m/s

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Questão 3

Se o trabalho de uma força resultante sobre um corpo for positivo, podemos dizer que

a) sua energia cinética permanece constante.

b) sua energia potencial aumenta.

c) sua energia cinética aumenta.

d) sua velocidade diminui.

e) sua aceleração diminui.

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Questão 4

Em um movimento circular, a força centrípeta de 50 N forma um ângulo de 90º em relação ao deslocamento de um corpo que se move uma distância de 2,0 m. Assinale a alternativa que apresenta o módulo do trabalho exercido sobre esse corpo.

a) 100 J

b) 0 J

c) 25 J

d) -100 J

e) -25 J

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra C

Para calcularmos o módulo do trabalho exercido sobre o bloco pela força de 100 N, é necessário utilizarmos a definição de trabalho, que é definida pela equação mostrada a seguir:

τ – Trabalho

F – Força

d – distância

θ – ângulo entre F e d

Dessa forma, após substituirmos os dados na fórmula, basta resolver o seguinte cálculo:

Portanto, de acordo com o cálculo, o trabalho realizado por essa força foi de 50 J.

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Resposta Questão 2

Letra D

Podemos calcular o módulo da velocidade do objeto por meio do teorema trabalho-energia cinética, confira o cálculo abaixo:

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Resposta Questão 3

Letra C

Quando o trabalho da força resultante é positivo, a energia cinética do corpo aumenta, portanto, a alternativa correta é a letra C.

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Resposta Questão 4

Letra B

Para resolvermos esse exercício, precisamos nos lembrar da definição de trabalho:

Para que o trabalho exercido pela força seja não-nulo, é necessário que o ângulo formado entre a força F e o deslocamento d seja diferente de 90º, dessa forma, a força centrípeta descrita no exercício não realiza trabalho sobre o corpo, já que o cosseno de 90º vale 0. Portanto, a alternativa correta é a letra B.

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Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas

Estes exercícios tratam sobre a quantidade de movimento, grandeza vetorial resultado do produto da massa de um corpo por sua velocidade.

Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior em Exercícios de Física

Questão 1

(Unipac) – Um automóvel cuja massa é de 900 kg desenvolve velocidade de 108 Km/h (30 m/s), quando o motorista pisa bruscamente no freio e, com desaceleração constante, consegue parar após 5,0 segundos. Pode-se afirmar que a variação da quantidade de movimento do automóvel foi:

a) 5,4x 103 N.s

b) 2,7x 104 N.s

c) 9,7 x 104 N.s

d) zero

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Questão 2

(PUC) – Uma bola de tênis, de 100 gramas de massa e velocidade v1=20m/s, é rebatida por um dos jogadores, retornando com uma velocidade v2 de mesmo valor e direção de v1, porém de sentido contrário. Supondo que a força média exercida pela raquete sobre a bola foi de 100 N, qual o tempo de contato entre ambas?

a) 4,0 s

b) 2,0x10-2 s

c) 4,0x10-2 s

d) zero

e) 4,0x10-1 s

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Questão 3

Determine a velocidade de recuo de um canhão que possui massa mil vezes maior que a massa da bala, sabendo que a velocidade de saída do projétil é de 200 m/s.

a) 1 km/h

b) 2,2 km/h

c) 0,80 km/h

d) 0,50 km/h

e) 0,72 km/h

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Questão 4

Marque a alternativa correta a respeito da quantidade de movimento, grandeza que é resultado do produto da massa de um corpo por sua velocidade. Lembre-se que, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades, a unidade de medida para a quantidade de movimento será o kg.m/s.

a) A quantidade de movimento é uma grandeza escalar, e a direção e o sentido desse vetor sempre acompanharão a direção e o sentido do vetor aceleração.

b) Forças internas são capazes de gerar variação da quantidade de movimento total de um sistema.

c) Em hipótese alguma, forças internas gerarão variação da quantidade de movimento.

d) A quantidade de movimento também pode ser chamada de momento angular.

e) A quantidade de movimento é uma grandeza vetorial, cuja direção e sentido são iguais aos do vetor velocidade.

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra B

Em primeiro lugar, devemos determinar o valor da desaceleração do veículo. Isso será possível a partir da definição básica de aceleração:

Por meio do teorema do impulso, temos que o impulso (I) é igual à variação da quantidade de movimento (ΔQ). Utilizando o módulo da aceleração, podemos escrever:

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Resposta Questão 2

Letra C

As quantidades de movimento, inicial e final, da bola de tênis têm mesmo módulo:

Como o sentido das velocidades é oposto, adotaremos quantidade de movimento final como sendo negativa, portanto, com o teorema do impulso, temos:

O tempo de contato da raquete com a bola pode ser determinado a partir da definição básica de impulso. O valor do dessa grandeza será utilizado em módulo.

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Resposta Questão 3

Letra E

A velocidade de recuo do canhão pode ser determinada por meio do princípio da conservação da quantidade de movimento. Adotaremos o sentido de movimento do canhão após o tiro como sendo negativo, assim, teremos:

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Resposta Questão 4

Letra E

A quantidade de movimento, também chamada de momento linear, é uma grandeza vetorial que pode ser definida pelo produto da massa do corpo por sua velocidade. A direção e o sentido do vetor quantidade de movimento serão iguais aos do vetor velocidade.

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