PM3-Exercícios-Trabalho, Potencia, Energia e Rendimento

01-Um corpo de 10 kg parte do repouso sob a ação de uma força constante paralela à trajetória e 5 s depois atinge a velocidade de 15 m/s. Determine sua energia cinética no instante 5 s.

02-Um corpo é atirado verticalmente para cima com velocidade v0. Supondo conhecidos v0 e a aceleração da gravidade g, determine a altura máxima que o corpo atinge.

03-Uma bola é abandonada  do alto de uma colina de 125 m de altura. Determine a velocidade da bola ao atingir o solo. Despreze a resistência do ar e adote g = 10 m/s².

04- Um bloco de massa m= 4 kg e velocidade horizontal v= 0,5 m/s choca-se com uma mola de constante elástica k = 100 N/m. Não há atrito entre o bloco e a superfície de contato. Determine a máxima deformação sofrida pela mola.

05-Um corpo de massa 2 kg é abandonado sobre uma mola ideal de constante elástica 50 N/m, como mostra a figura. Considerando g = 10 m/s² e desprezando as perdas de energia mecânica, determine:

a) a deformação da mola no instante em que a velocidade do corpo é máxima;

b) a velocidade máxima do corpo.

06- Um menino desce num escorregador de altura 3,0 m a partir do repouso e atinge o solo. Supondo que 40% de energia mecânica é dissipada nesse trajeto, determine a velocidade do menino ao chegar ao solo. Considere g=10 m/s².

Q.7-Uma força F, de intensidade 20 N, é aplicada a uma caixa, deslocando a 3,0 m na direção e no sentido da força. O deslocamento ocorre em 4,0 s. Determine a potência média desenvolvida.

Q.8-A mola do jogo Pinball possui constante elástica k=50 N/m, disposta verticalmente, como na figura a seguir, sustenta uma bola de massa de 0,10 kg. A mola é comprimida em 0,10 m e, em seguida, liberada, projetando a bola verticalmente para cima.

 

Disponível em< https://br.freepik.com/vetores-premium/ilustracao-da-maquina-caca-niqueis-de-pinball_13804967.htm> Acesso em 4 de novembro de 2022.

Determine a altura que a bola atinge, a partir da posição em que é liberada?

Q.9-Numa construção, um mestre de obra ao usar um motor elétrico de 200W para elevar tijolos do solo para os andares mais elevados percebeu que o motor não estava rendendo igual a quando ele era novo. Fazendo medidas básicas verificou que o motor foi capaz de realizar um trabalho de 60J a cada segundo. Determine a eficiência do motor usado pelo mestre.

Q.10-Um automóvel viaja a uma velocidade constante v = 90 km/h em uma estrada plana e retilínea. Sabendo-se que a resultante das forças de resistência ao movimento do automóvel tem uma intensidade de 3,0 kN, calcule a potência desenvolvida pelo motor.

Q.11 - O rendimento de uma máquina é 70%. Se a potência total recebida é 10 cv, qual a potência efetivamente utilizada?(1cv=736W)

Q.12 - Uma máquina consome 5 hp em sua operação. Sabendo-se que 3 hp são perdidos por dissipação, qual o rendimento da máquina?(1hp=746W)

Q.13 - Uma garota de massa igual a 50 kg sobe uma rampa, cuja elevação total é de 4 m em 4 s. Qual é a potência média que ela desenvolve?

Q.14 - Em um canteiro de obras, um guindaste elétrico é utilizado para erguer verticalmente uma carga de concreto de 500 kg a uma altura de 20 metros. A operação de içamento é realizada em 10 segundos com velocidade constante. O motor do guindaste, no entanto, não é perfeito e possui um rendimento de 80%, o que significa que parte da energia elétrica que ele consome é perdida na forma de calor e som. Considerando a aceleração da gravidade como g = 10 m/s², qual é a potência elétrica total consumida pelo motor do guindaste para realizar essa tarefa?

Q.15 - A potência disponível em uma queda d'água é de 800 kW. Qual é a potência útil que se pode obter com essa queda d'água se nela for utilizada uma máquina hidráulica de rendimento igual a 50%? 

Q.16 - Sobre um carro de grande porte que se movimenta com velocidade constante de 30 m/s é exercida uma força de 1000 N. Sabendo que seu rendimento é de 20%, determine, aproximadamente, a potência consumida pelo motor desse carro em HP (Horse power). (DADO: 1 HP = 746 w)

Gabarito:

01- Ec=1.125 J 

02- h=V²/2g

03- v = 50 m/s

04-0,10 m ou 10 cm

05- a) x = 0,4 m b) vmáx.= 4 m/s

06- v = 6,0 m/s

07-P=15W

08- h=0,25m

09- 30%

Q.10-75kW

Q.11- Pútil=5.148,5W

Q.12- n=40%

Q.1 - A figura mostra o braço de um homem apertando um parafuso com uma chave de boca de 0,20m de comprimento. Para dar o aperto final, fazendo a porca girar em torno do eixo que passa por seu centro, é necessário um momento de 100N.m em relação ao eixo. Estando a ferramenta na horizontal, determine o valor mínimo do módulo da força vertical que o homem precisa exercer na extremidade da chave.

 

Q.2 - Classifique as alavancas a seguir em interfixa, interpotente e inter-resistente.

 

 

 

 

 

Q.3 - Uma barra homogênea de 10N de peso e 4m de comprimento encontra-se em equilíbrio, apoiada nos suportes A e B, como mostra a figura a seguir. Calcule as intensidades, NA e NB, das reações dos apoios, A e B, sobre a barra.

 

Q.4 – De acordo com a figura a seguir, calcule o módulo da força F que mantém a barra em equilíbrio mecânico na posição horizontal.

 

 

 

Q.5-Uma barra cilíndrica homogênea de 200N de peso e 10m de comprimento encontra-se em equilíbrio, apoiada nos suportes  A e B, como mostra a figura a seguir. Calcule as intensidades, RA e RB, das reações dos apoios, A e B, sobre a barra.

Q.6 - Para sustentar um pesado objeto, uma pessoa utiliza a alavanca constituída por uma barra de peso desprezível apoiada sobre um fulcro, conforme indica a figura abaixo. Responda às perguntas que seguem e, quando necessário, adote a aceleração da gravidade como 10 m/s².

A) Como se classifica essa alavanca? Interfixa, interpotente ou inter-resistente? Por quê?

B) Onde está o ponto fixo?

C) Qual é a força resistente?

D) Qual é a força potente?

E) Considerando que a massa do objeto apoiado na extremidade esquerda seja de 100 kg, determine o módulo da força F para que o conjunto permaneça em equilíbrio.

Q.7 - O manual de um veículo automotor diz que, para não danificar a porca do eixo dianteiro deve-se aperta-la com um torque da ordem de 60Nm. Utilizando uma chave como a da figura a seguir, determine a força que será produzida por este torque.

Q.8 – Dois garotos brincam em uma gangorra de 10 m de comprimento que possui seu eixo de rotação exatamente em seu centro. Adotando a barra que compõe a gangorra como homogênea e sabendo que um garoto de 30 kg sentou-se na extremidade da direita, qual deverá ser a distância entre o segundo garoto e o eixo de rotação para que a gangorra mantenha-se em equilíbrio.

Dados: Massa do segundo garoto = 40 kg; Aceleração da gravidade = 10 m/s².

Q.9- Uma barra homogênea de peso P =40 N está apoiada nos extremos A e B distanciados de 1,0 m. Determine as intensidades das reações dos apoios A e B sobre a barra.

Q.10- A imagem representa uma balança utilizada para a medida de uma massa R.  A massa colocada na extremidade da barra do lado direito do ponto E. O sistema encontra-se em equilíbrio. Sendo a massa de R de 400kg, determine o módulo da força F. (gravidade=10m/s²)

Q.11- Uma chave de roda como na figura a seguir está presa acoplada em um parafuso que permite sua rotação em torno dele. Caso uma força de módulo igual a 5 N seja aplicada sobre a barra, sendo L=20cm, determine o momento (torque) na barra.

Q.12 -  Determinar a força potente na alavanca representada na figura a seguir.

Q.13- De acordo com a figura a seguir determine o valor da força F.

Q.14- A mandíbula é um exemplo de aplicação de tipo de alavanca inter-Potente. De acordo com a figura a seguir, determine o módulo da força Resistente.

Dados:

FP=400N

Bp=3cm

Br=7cm

Gabarito:

Q.1-F=500N

Q.2- A) Inter-Resistente B)Inter-Potente C) Inter-Potente E)Inter-fixa

Q.3- NB=20/3 e NA=10/3

Q.4-F=10N

Q.5-NA=75N e NB=125N

Q.6-A) Inter-fixa B) C  C) Bola D) F  E) F=250N

Q.7- F=300N

Q.8- x=15/4m

Exercícios de Revisão - Capítulos 2,3 e 4 - 1ª Série

 Q.1- Nas figuras a seguir, determine os momentos (torque) das forças dadas em relação ao ponto O.

A)

,

B)

Q.2 - Desprezando o peso da barra homogênea da figura a seguir, sendo massa M = 10,0 kg e m=5,0kg . A barra M está a 0,4m do ponto O.

Determine o o comprimento entre o ponto O e a massa m. (Adote g=10m/s²)

Q.3 - (Mackenzie)

Uma cancela manual é constituída de uma barra homogênea AB de comprimento L = 2,40 m e massa M = 10,0 kg e está articulada no ponto O, onde o atrito é desprezível. A força F tem direção vertical e sentido descendente, como mostra a figura acima. Considerando a aceleração da gravidade g=10,0 m/s2, determine a intensidade da força mínima que se deve aplicar em A para iniciar o movimento de subida da cancela.

Q.4-Um encanador faz uma força de 800 N a 0,4 m do braço de alavanca com um ângulo de 30º em relação ao braço de alavanca para girar uma manivela no sentido anti-horário. Considere sen 30º = 0,5 e cos 30º = 0,9. Calcule o torque.

Q.5-Duas crianças de massa 40 kg e 50 kg estão brincando em uma gangorra em casa. Considerando que a primeira criança esteja a 1,2 metros do centro da gangorra, qual deve ser a distância da segunda criança para que elas fiquem em equilíbrio? Considere a aceleração da gravidade como 10m/s².

Q.6-Qual é o torque produzido por uma pessoa que faz uma força de 100 N sobre uma porta a 0,5 m das dobradiças da porta?

Q.7-Dois garotos brincam em uma gangorra de 10 m de comprimento que possui seu eixo de rotação exatamente em seu centro. Adotando a barra que compõe a gangorra como homogênea e sabendo que um garoto de 30 kg sentou-se na extremidade da direita, qual deverá ser a distância entre o segundo garoto e o eixo de rotação para que a gangorra mantenha-se em equilíbrio.

Dados: Massa do segundo garoto = 40 kg; Aceleração da gravidade = 10 m/s².

Q.8 -Uma barra homogênea de 10N de peso e 4m de comprimento encontra-se em equilíbrio, apoiada nos suportes A e B, como mostra a figura a seguir. Calcule as intensidades, NA e NB,das reações dos apoios, A e B, sobre a barra.

Gabarito:

Q.1-A)M1=0;M2=0,4Nm;M3=0 e M4=0,4Nm B)2,5Nm

Q.2-0,8m

Q.3-200N

Q.4-160N.m

Q.5 - 0,96 m

Q.6- 50N.m

Q.7- X = 3,75 m

Q.8 - 

Na= 20/3N  

NB=10/3N

Revisão P2 - Eletrodinâmica

 Q.1 - Para o circuito da figura, determine a resistência equivalente entre os pontos A e B.

A)

B)

Q.2- Um gerador de fem 9 V e resistência interna 1 ohm está ligado aos resistores de resistências R1 = R2=2 ohm e R3 = 4 ohm, conforme a figura. Qual a ddp no resistor de resistência R3?

Q.3 - Dados os circuitos I e II, determine as indicações do amperímetro A ideal.

Q.4 - De acordo com o circuito a seguir, determine o módulo e o sentido da corrente elétrica.

Q.5 - Dado o circuito da figura, determine a indicação do amperí me tro ideal A.

Q.6 - De acordo com o circuito a seguir determine o módulo e o sentido da corrente elétrica.

Q.7 - (ENEM-2017/2) Uma lâmpada é conectada a duas pilhas de tensão nominal 1,5 V, ligadas em série. Um voltímetro, utilizado para medir a diferença de potencial na lâmpada, fornece uma leitura de 2,78 V e um amperímetro indica que a corrente no circuito é de 94,2 mA. O valor da resistência interna das pilhas é mais próximo de:

 A) 0,021 Ω

B) 0,22 Ω

C) 0,26 Ω

D) 2,3 Ω

E) 29 Ω

Q.8-De acordo com o circuito abaixo, determine a resistência equivalente entre os pontos A e B.

Q.9- O circuito a seguir apresenta um gerador de resistência interna de 2,0 Ω fornece a um circuito uma força eletromotriz de 40 V. O circuito possui duas lâmpadas de L1 e L2 de 30 Ω e 18 Ω, respectivamente.

Disponível em: https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab_pt_BR.html<Acesso em 06/06/2019>

Determine a corrente elétrica no circuito.

Q.10- De acordo com o circuito a seguir, determine as leituras no voltímetro e amperímetro.

Gabarito:

Q.1- A) RAB=32 ohm B) RAB=2ohm

Q.2- R3=4V

Q.3- I. 1A e II. 1A

Q.4- Sentido horário e i=4A.

Q.5- i=3A

Q.6- i=1A

Q.7- D

Q.8- 3 ohm

Q.9- i=0,8A

Q.10- 60V

Capítulo 3 - Estática de corpo extenso com dois apoios

Q.1 - Um homem de massa igual a 80 kg está em repouso e em equilíbrio sobre uma prancha rígida de 2,0 m de comprimento, cuja massa é muito menor que a do homem. A prancha está posicionada horizontalmente sobre dois apoios, A e B, em suas extremidades, e o homem está a 0,2 m da extremidade apoiada em A.Considere que a barra tenha um peso igual a 100 N, calcule a intensidade da força, em newtons, que a prancha exerce sobre o apoio A e B.

Q.2 - Uma barra homogênea de peso P =20 N está apoiada nos extremos A e B distanciados de 1,0 m. A 0,20 m da extremidade B foi colocado um corpo C de peso PC= 20 N. Determine

as intensidades das reações dos apoios A e B sobre a barra.

Q.3 - (EsPCEx - 2012) Uma barra homogênea de peso igual a 50 N está em repouso na horizontal. Ela está apoiada em seus extremos nos pontos A e B, que estão distanciados de 2 m. Uma esfera Q de peso 80 N é colocada sobre a barra, a uma distância de 40 cm do ponto A, conforme representado no desenho abaixo: 

A intensidade da força de reação do apoio sobre a barra no ponto B é de:

A)32 N        B)41 N        C)75 N        D)82 N        E)130 N

Q.4 – Uma barra rígida e homogênea, de massa desprezível, está na posição horizontal e apoiada sobre dois cones nos pontos A e B. A distância entre os pontos A e B é de 2,0m. No ponto C, a uma distância d= 0,4 m do ponto A, encontra-se apoiada, em repouso, uma esfera homogênea de peso 80N, conforme o desenho abaixo.

Podemos afirmar que, para que todo o sistema acima esteja em equilíbrio estático, a força de reação do cone sobre a barra, no ponto B, é de

A) 2,5 x 10 ^-3 N

B) 1,0 x 10 ^-2 N

C) 1,6 x 10 N

D) 3,2 x 10² N

E) 4,0 x 10 ² N

Q.5 – (UFRGS) Uma barra homogênea de massa 2,0 kg está apoiada nos seus extremos A e B, distanciados de 1,0 m. A 20 cm da extremidade B foi colocado um bloco de massa m igual 2,0 kg.

Considerando a aceleração da gravidade igual a 10,0 m/s² , quais os módulos das forças que os apoios exercem sobre a barra em A e B, respectivamente ?

A) 1,0 N e 3,0 N

B) 2,0 N e 6,0 N

C) 8,0N e 32N

D) 10,0 N e 30,0 N

E) 14.0 N e 26,0 N

Q.6 - Uma barra cilíndrica homogênea de 200N de peso e 10m de comprimento encontra-se em equilíbrio, apoiada nos suportes  A e B, como mostra a figura a seguir. Calcule as intensidades, RA e RB, das reações dos apoios, A e B, sobre a barra.

Gabarito:

Q.1- NA=770N e NB=130N

Q.2- N_A=14N  e N_B= 26N

Q.3- B

Q.4- C

Q.5- 14N e 26 N

Q.6- 75N, 125N.