Trabalho e Energia

Uma caixa é empurrada por uma força constante e desliza por uma superfície horizontal sem atrito. Sabendo que a força é aplicada ao longo do deslocamento da caixa, o trabalho realizado pela força resultante sobre a caixa é:

• Proporcional ao quadrado da distância percorrida.

• Proporcional à força aplicada e ao deslocamento.

• Nulo, pois a caixa se move com velocidade constante.

• Negativo, pois a força é contrária ao movimento.

• Inversamente proporcional ao deslocamento.

Answer explanation

O trabalho realizado pela força é dado pela fórmula W = F × d, onde W é o trabalho, F é a força aplicada e d é o deslocamento. Portanto, o trabalho é proporcional à força aplicada e ao deslocamento da caixa.

Um trabalhador ergue um saco de areia de 50 kg até uma altura de 2 metros. O trabalho realizado pela força gravitacional sobre o saco de areia durante esse deslocamento é:

• -1000 J

• -500 J

• 0 J

• 500 J

• 1000 J

Answer explanation

O trabalho realizado pela força gravitacional é negativo, pois a força atua na direção oposta ao deslocamento. Calculando: W = -mgh = -50kg * 9,8m/s² * 2m = -1000 J. Portanto, a resposta correta é -1000 J.

Um automóvel de massa m está inicialmente em repouso e começa a se mover sob a ação de uma força constante, acelerando até atingir uma velocidade v. O trabalho realizado pela força resultante sobre o automóvel é:

• mv²/2

• mgv

• mgh

• mv

• mad

Answer explanation

O trabalho realizado pela força resultante é igual à variação da energia cinética. Como o automóvel parte do repouso, a energia cinética final é (1/2)mv². Portanto, o trabalho é mv²/2.

Considere uma mola ideal comprimida por uma distância x. A energia potencial elástica armazenada na mola é dada por:

• kx

• kx²/2

• kx³

• kx²

• kx³/2

Answer explanation

A energia potencial elástica armazenada em uma mola ideal é dada pela fórmula U = kx²/2, onde k é a constante da mola e x é a compressão. Portanto, a resposta correta é kx²/2.

Um elevador de massa m sobe a uma altura h com velocidade constante. O trabalho realizado pela força de tração do cabo do elevador é:

• mgh

• mgh/2

• 2mgh

• mgh/3

• mgh²

Answer explanation

O trabalho realizado pela força de tração é igual à variação da energia potencial do elevador. Como ele sobe a uma altura h, o trabalho é mgh, que é a energia necessária para elevar a massa m a essa altura.

Uma esfera é lançada de um ponto A e atinge o ponto B em um plano horizontal, sem perda de energia. A energia mecânica total do sistema, considerando a ausência de atrito, é:

• Somente cinética no ponto A.

• Somente potencial no ponto B.

• A soma das energias cinética e potencial, constante ao longo do movimento.

• Igual a zero no ponto B.

• Variável ao longo do trajeto.

Answer explanation

A energia mecânica total é a soma da energia cinética e potencial. Como não há perda de energia e não há atrito, essa soma permanece constante durante o movimento da esfera, tornando a opção correta a soma das energias cinética e potencial.

Uma bola de 0,5 kg é lançada verticalmente para cima com uma energia cinética inicial de 100 J. A uma altura de 5 m do solo, a energia potencial gravitacional da bola é:

• 25 J

• 50 J

• 75 J

• 100 J

• 125 J

Answer explanation

A energia potencial gravitacional é dada por U = mgh. Com m = 0,5 kg, g = 10 m/s² e h = 5 m, temos U = 0,5 * 10 * 5 = 25 J. Portanto, a energia potencial a 5 m é 50 J, pois a energia total é 100 J.

Um ciclista percorre uma pista plana com uma velocidade constante. Qual é o trabalho realizado pela força de atrito sobre o ciclista?

• Positivo, pois facilita o movimento.

• Nulo, pois a velocidade é constante.

• Negativo, pois se opõe ao movimento.

• Igual à força gravitacional.

• Proporcional à energia cinética.

Answer explanation

O trabalho realizado pela força de atrito é negativo, pois essa força se opõe ao movimento do ciclista. Mesmo com velocidade constante, a força de atrito atua contra a direção do deslocamento.

Uma pessoa empurra uma caixa horizontalmente aplicando uma força de 10 N ao longo de 5 metros. O trabalho realizado por essa força é:

• 50 J

• 25 J

• 5 J

• 15 J

• 500 J

Answer explanation

O trabalho é calculado pela fórmula W = F × d, onde W é o trabalho, F é a força e d é a distância. Assim, W = 10 N × 5 m = 50 J. Portanto, a resposta correta é 50 J.

Um bloco de massa m é puxado para cima de um plano inclinado sem atrito por uma força F constante paralela ao plano. O trabalho realizado pela força durante o deslocamento de d metros é:

• Fdcosθ

• Fdsenθ

• Fd

• Fdsenθ/2

• Fdcosθ/2

Answer explanation

O trabalho realizado pela força F é dado pela fórmula W = Fd, pois a força é constante e atua na direção do deslocamento. Portanto, a resposta correta é Fd.