WorksheetsEnergia e Mecânica Impulsiva
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Um ônibus de massa m anda por uma estrada de montanhas e desce uma altura h. O motorista mantém os freios acionados, de modo que a velocidade é mantida constante em módulo durante todo o trajeto.
Considere as afirmativas a seguir, assinale se são verdadeiras (V) ou falsas (F).
( ) A variação de energia cinética do ônibus é nula.
( ) A energia mecânica do sistema ônibus-Terra se conserva, pois a velocidade do ônibus é constante.
( ) A energia total do sistema ônibus-Terra se conserva, embora parte da energia mecânica se transforme em energia interna.
A sequência correta é
a) V – F – F
b) V – F – V
c) F – F – V
d) F – V – V
e) F – V – F
Um ciclista desce uma ladeira com forte vento pela frente, deslocando-se com velocidade constante. Pode-se afirmar que as variações das energias cinética (∆EC) e potencial gravitacional (∆EP) são:
a) (∆EC) = 0 e (∆EP) = 0
b) (∆EC) > 0 e (∆EP) < 0
c) (∆EC) = 0 e (∆EP) > 0
d) (∆EC) < 0 e (∆EP) < 0
e) (∆EC) = 0 e (∆EP) < 0
Um garoto usa um estilingue confeccionado com tiras de borrachas cuja
constante elástica é K. Considerando que a borracha foi esticada de ∆X, pode-se
afirmar que o módulo da velocidade de arremesso de uma pedra de massa m é:
a) √(K/m).∆X
b) √(K/m).∆X²
c) (m/K) . ∆X²
d) √(m/K ).∆X
e) (K/m).∆X²
Um objeto pequeno percorre sem atritos a montanha-russa ABCDEBF,
como mostra a figura. O objeto parte do repouso do ponto A, a uma altura h = 3R
acima do solo. R é o raio da parte circular da montanha-russa. Com base nesses
dados, é correto afirmar que:
a) a energia cinética do objeto no ponto F é nula.
b) a energia potencial do objeto no ponto D é maior do que a sua energia cinética
no ponto B.
c) a força centrípeta que age sobre o objeto quando este passa pelo ponto B é
igual ao seu peso.
d) a energia mecânica do objeto no ponto C é igual à sua energia potencial no
ponto A.
e) a velocidade do objeto no ponto D é zero.
O bloco representado na figura abaixo desce a partir do repouso, do ponto A, sobre o caminho que apresenta atrito entre as superfícies de contato. A linha horizontal AB passa pelos pontos A e B.
Assinale a proposição CORRETA.
a) O bloco certamente atingirá o ponto B.
b) Tanto a força peso como a força normal realizam trabalho.
c) A energia cinética do bloco não se conserva durante o movimento.
d) A energia potencial gravitacional permanece constante em todo o percurso do bloco.
e) O bloco sempre descerá com velocidade constante, pois está submetido a forças constantes.
Uma das modalidades presentes nas olimpíadas e o salto com vara. As etapas de um dos saltos de um atleta estão representadas na figura ao lado:
Desprezando-se as forcas dissipativas (resistência do ar e atrito), para que o salto atinja a maior altura possível, ou seja, o máximo de energia seja conservada, e necessário que:
a) a energia cinética, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial elástica representada na etapa IV.
b) a energia cinética, representada na etapa II, seja totalmente convertida em energia potencial gravitacional, representada na etapa IV.
c) a energia cinética, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial gravitacional, representada na etapa III.
d) a energia potencial gravitacional, representada na etapa II, seja totalmente convertida em energia potencial elástica, representada na etapa IV.
e) a energia potencial gravitacional, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial elástica, representada na etapa III.
Considere a ação de ligar uma bomba hidráulica elétrica para captar água de um poço e armazená-la em uma caixa d’água localizada alguns metros acima do solo. As etapas seguidas pela energia entre a usina hidrelétrica e a residência do usuário podem ser divididas da seguinte forma:
I. na usina: água flui da represa até a turbina, que aciona o gerador para produzir energia elétrica;
II. na transmissão: no caminho entre a usina e a residência do usuário a energia elétrica flui por condutores elétricos;
III. na residência: a energia elétrica aciona um motor cujo eixo está acoplado ao de uma bomba hidráulica e, ao girar, cumpre a tarefa de transferir água do poço para a caixa.
As etapas I, II e II acima mostram, de forma resumida e simplificada, a cadeia de transformações de energia que se processam desde a fonte de energia primária até o seu uso final. A opção que detalha o que ocorre em cada etapa é:
a) Na etapa I, energia potencial gravitacional da água armazenada na represa transforma-se em energia potencial da água em movimento na tubulação, a qual, lançada na turbina, causa a rotação do eixo do gerador elétrico e a correspondente energia cinética, dá ligar ao surgimento de corrente elétrica.
b) Na etapa I, parte do calor gerado na usina se transforma em energia potencial na tubulação, no eixo da turbina e dentro do gerador; e também por efeito Joule no circuito interno do gerador.
c) Na etapa II, elétrons movem-se nos condutores que formam o circuito entre o gerador e a resistência; nessa etapa, parte da energia elétrica transforma-se em energia térmica por efeito Joule nos condutores e parte se transforma em energia potencial gravitacional.
d) Na etapa III, a corrente elétrica é convertida em energia térmica, necessária ao acionamento do eixo da bomba hidráulica, que faz a conversão em energia cinética ao fazer a água fluir do poço até a caixa, com ganho de energia potencial gravitacional pela água.
e) Na etapa III, parte da energia se transforma em calor devido a forças dissipativas (atrito) na tubulação; e também por efeito Joule no circuito interno do motor; outra parte é transformada em energia cinética da água na tubulação e potencial gravitacional da água na caixa d’água.
Com o projeto de mochila ilustrado acima, pretende-se aproveitar, na geração de
energia elétrica para acionar dispositivos eletrônicos portáteis, parte da energia
desperdiçada no ato de caminhar. As transformações de energia envolvidas na
produção de eletricidade enquanto uma pessoa caminha com essa mochila podem
ser assim esquematizadas:
As energias I e II, representadas no esquema acima, podem ser identificadas,
respectivamente, como:
a) cinética e elétrica.
b) térmica e cinética.
c) térmica e elétrica.
d) sonora e térmica.
e) radiante e elétrica.
A figura acima ilustra uma gangorra de brinquedo feita com uma vela. A vela e
acesa nas duas extremidades e, inicialmente, deixa-se uma das extremidades mais
baixa que a outra. A combustão da parafina da extremidade mais baixa provoca a
fusão. A parafina da extremidade mais baixa da vela pinga mais rapidamente que
na outra extremidade. O pingar da parafina fundida resulta na diminuição da
massa da vela na extremidade mais baixa, o que ocasiona a inversão das posições. Assim, enquanto a vela queima, oscilam as duas extremidades.
Nesse brinquedo, observa-se a seguinte sequência de transformações de energia:
a) energia resultante de processo químico → energia potencial gravitacional → energia cinética
b) energia potencial gravitacional → energia elástica → energia cinética
c) energia cinética → energia resultante de processo químico → energia potencial gravitacional
d) energia mecânica → energia luminosa → energia potencial gravitacional
e) energia resultante do processo químico → energia luminosa → energia cinética
Observe a situação descrita na tirinha. Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A transformação, nesse caso, é de energia:
a) potencial elástica em energia gravitacional.
b) gravitacional em energia potencial.
c) potencial elástica em energia cinética.
d) cinética em energia potencial elástica.
e) gravitacional em energia cinética.
Um vagão de trem encontra-se em repouso sobre uma ferrovia. Um segundo vagão, animado com velocidade V, colide com o primeiro, e os dois permanecem engatados após o choque. A lei da física que você aplicaria para determinar a velocidade do conjunto após a colisão é a:
a) da Conservação das Forças de Colisão.
b) da Conservação da Energia Mecânica.
c) da Inércia.
d) da Conservação da Quantidade de Movimento.
e) da Conservação da Energia Cinética.
Quando duas forças de mesma direção e módulos diferentes são exercidas sobre um corpo de massa constante, esse corpo necessariamente:
a) está iniciando seu movimento.
b) está com o vetor quantidade de movimento linear apontando em sentido contrário ao da força resultante.
c) está diminuindo sua velocidade.
d) encontra-se em movimento, com a velocidade apontando no mesmo sentido da força resultante.
e) apresenta uma variação em sua quantidade de movimento linear.
Sobre uma partícula, inicialmente em movimento retilíneo uniforme,
é exercida, a partir de certo instante t, uma força resultante cujo módulo
permanece constante e cuja direção se mantém sempre perpendicular à direção
da velocidade da partícula.
Nessas condições, após o instante t:
a) a energia cinética da partícula não varia.
b) o vetor quantidade de movimento da partícula permanece constante.
c) o vetor aceleração da partícula permanece constante.
d) o trabalho realizado sobre a partícula é não nulo.
e) o vetor impulso exercido sobre a partícula é nulo.
Uma partícula de massa m e velocidade v colide com outra de massa 3m inicialmente em repouso. Após a colisão elas permanecem juntas, movendo-se com velocidade V. Então:
a) V = 0
b) V = v
c) 2V = v
d) 3V = v
e) 4V = v
Um jogo de bilhar é formado por 4 bolas brancas e 4 bolas vermelhas, todas de mesma massa. Em um certo dia, quando restavam sobre a mesa apenas uma bola branca e uma vermelha, observou-se a seguinte situação: a bola branca, ao colidir com a vermelha, que se encontrava em repouso, ficou totalmente imóvel, enquanto a bola vermelha foi arremessada para uma das caçapas.
Nessa situação idealizada, após a colisão, desprezando o atrito, é correto afirmar que:
a) a quantidade de movimento da bola vermelha é o dobro da observada na bola branca antes da colisão.
b) a aceleração da bola vermelha é três vezes maior que a da bola branca.
c) a quantidade de movimento da bola vermelha é igual à quantidade de movimento que a bola branca possuía antes da colisão.
d) a aceleração da bola vermelha é três vezes menor que a da bola branca.
e) a quantidade de movimento da bola vermelha é a metade da observada na bola branca antes da colisão.
A condição necessária e suficiente para que um corpo tenha quantidade de movimento nula é que:
a) a soma de todas as forças que atuam sobre o corpo seja nula.
b) a trajetória do corpo seja retilínea.
c) a velocidade do corpo seja constante e diferente de zero.
d) o corpo esteja em repouso.
e) o corpo esteja em queda livre.
O impulso que um corpo recebe de uma força contínua e constante é proporcional à variação:
a) da energia cinética do corpo.
b) de temperatura do corpo.
c) da energia potencial.
d) da quantidade de movimento.
e) do espaço percorrido.
A quantidade de movimento linear de um objeto de massa m se conserva:
a) quando o objeto não interage com o resto do universo, isto é, ele está isolado.
b) quando sua velocidade é constante em módulo.
c) quando sua velocidade tem sentido constante.
d) quando sua massa varia.
e) quando a única força que age sobre o corpo é seu próprio peso.
Dois corpos sofrem um choque perfeitamente elástico. Considerando o sistema isolado,
a) a quantidade de movimento, antes do choque, é maior que a quantidade de movimento após o choque.
b) a energia cinética, antes do choque, é maior que a energia cinética após o choque.
c) a quantidade de movimento, antes do choque, é menor que a quantidade de movimento, após o choque.
d) a energia cinética, antes do choque, é menor que a energia cinética após o choque.
e) a quantidade de movimento, antes do choque, é igual à quantidade de movimento após o choque.
Assinale falsa (F) ou verdadeira (V) em cada uma das afirmativas.
( ) O impulso é uma grandeza instantânea.
( ) A direção e o sentido do impulso são o mesmos da força aplicada sobre o
corpo.
( ) A força que produz o impulso é causada pela interação dos corpos que colidem.
( ) O impulso mede a quantidade de movimento do corpo.
A sequência correta é:
a) V - V - F - F.
b) F - V - V - F.
c) V - F - V - V.
d) F - F - F - V.
e) F - V - V - V.
