Energia Mecânica

01-(UFJF/ADAPTADA) Um trenó, com um esquimó, começa a descer por uma rampa de gelo, partindo do repouso no ponto C, à altura de 20 m. Depois de passar pelo ponto A, atinge uma barreira de proteção em B, conforme a figura abaixo. O conjunto trenó-esquimó possui massa total de 90 kg. O trecho AB encontra-se na horizontal. Despreze as dimensões do conjunto, o atrito e a resistência do ar durante o movimento.

 

Usando o princípio da conservação da energia mecânica, determine energia mecânica e a velocidade com que o conjunto chega ao ponto A, na base da rampa.

02-(ENEM-2015/ADAPTADA) Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredores a reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros 30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. Até se colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando sua potência durante a aceleração, o momento mais importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade máxima de 12 m/s.

 

(Disponível em: http://esporte.uol.com.br.

Acesso em: 5 ago. 2012 - adaptado)

 

Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg, determine o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas.

03-(UNICAMP-2002/ADAPTADA) “Era uma vez um povo que morava numa montanha onde havia muitas quedas d’água. O trabalho era árduo e o grão era moído em pilões. [...] Um dia, quando um jovem suava ao pilão, seus olhos bateram na quedad’água onde se banhava diariamente. [...] Conhecia a força da água, mais poderosa que o braço de muitos homens. [...] Uma faísca lhe iluminou a mente: não seria possível domesticá-la, ligando-a ao pilão?”

 

(Rubem Alves, Filosofia da Ciência: Introdução ao Jogo e suas Regras, São Paulo, Brasiliense, 1987.)

Disponível em: https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-765146268-pilo-antigo-_JM e http://www.globo.com/GloboRural/0,6993,EEC1691367-4528,00.html<Acesso em 19 de setembro de 2019>.

 

 

Essa história ilustra a invenção do pilão d’água (monjolo). Podemos comparar o trabalho realizado por um monjolo de massa igual a 30 kg com aquele realizado por um pilão manual de massa igual a 5,0 kg. Nessa comparação desconsidere as perdas e considere g = 10 m/s². 

Um trabalhador ergue o pilão manual e deixa-o cair de uma altura de 60 cm. Determine o trabalho realizado em cada batida e a potência sendo o pilão manual é batido a cada 2,0 segundos. 

04-Um estudante interessado em desenvolver os seus conhecimentos em Física, montou um aparato como na figura 1.

No sistema elástico, O representa a posição de equilíbrio (mola não deformada).

 Figura 1

O jovem então esticou a mola até a posição A como esquematizado na figura 2 e mensurou que a mola armazena nesta posição uma energia potencial elástica da ordem de 4,0 J.

 

Figura 2

 Diante dessas informações, determine a constante elástica da mola.