Grátis 59 pág.
- Denunciar
Pré-visualização | Página 10 de 10
K é a constante da mola; x é a deformação sofrida pela mola. Ex.: Esticando a corda esta adquire energia potencial gravitacional, que será capaz de impulsionar a flecha. Energia Mecânica É soma das energias cinética e potencial de um corpo. CPM EEE 2 . 2xk EPEL A água da represa, ao cair, aciona a turbina de uma usina hidrelétrica Ao erguer a caixa o homem realiza trabalho sobre ela, fazendo com que ela possua energia potencial gravitacional. 55 Conservação da Energia Mecânica Quando um corpo está sob a ação exclusiva de forças conservativas, sua energia mecânica se conserva, isto é, mantém-se constante. Partindo desse pres- suposto, utilizaremos como exemplo uma atleta de salto com vara. Ela inicia o movimento no solo (Energia potencial gravitacional igual a zero), partindo repouso (energia cinética igual a zero) e começa uma corrida, no exato momento em que ela salta ela possui velocidade, mas não altura, portanto tem somente energia cinética, a medida que ela ganha altura, a atleta vai perdendo velocidade, sendo assim, diremos que ela vai convertendo energia cinética em energia potencial gravitacional. Após ela atingir o ponto de altura máxima o proces- so se inverte. EXERCÍCIOS DO PROFESSOR 01. Uma bola de futebol de massa m = 300g é chutada por um atacante e sai com uma velocidade inicial de 20m/s. Nesse caso, a bola está partindo com a energia cinética inicial de: a) 10 J b) 20 J c) 40 J d) 60 J e) 80 J Corrida O atleta acelera pela pista elevando a vara para o alto. Impulsão A velocidade diminui ao baixar a vara para fincá-la na caixa de apoio. Voo O impulso para a frente e a flexibilidade da vara lançam o atleta para cima. Queda Superando o çarrafo, o atleta estica as pernas, gira o corpo, e amortece a queda. 56 02. Um carro movimenta-se com velocidade de 72km/h, sabendo que nesse instante ele possui uma energia ciné- tica de 160.000J, determine a massa desse automóvel. 03. Um objeto com massa 1,0kg, lançado sobre uma superfície plana com velocidade inicial de 8,0m/s, se move em linha reta, até parar. O trabalho total realizado pela força de atrito sobre o objeto é, em J: a) + 4,0 b) – 8,0 c) + 16 d) – 32 e) + 64 04. Um corpo com 2kg de massa tem energia potencial gravitacional de 1 000J em relação ao solo. Sabendo que a aceleração da gravidade no local vale 10m/s 2 , calcule a que altura o corpo se encontra do solo. 05. Uma garota com 50kg de massa está no alto de uma escada de 40 degraus, tendo cada degrau uma altura de 25cm. A aceleração da gravidade no local é 10m/s 2 . Calcule a energia potencial da garota em relação: a) ao solo b) ao 10º degrau 06. Uma mola de constante elástica dimensionada de 20N/m foi deformada em 40cm, então a Energia Potencial Elástica armazenada nesta mola será de: a) 1,0 J b) 1,6 J c) 2,3 J d) 3,1 J e) N.D.A 07. Um elástico foi deformado de 30cm para 90cm, se sua constante elástica vale 5N/m, qual deverá ser sua energia potencial elástica nessas condições? 57 08. Um bloco de massa 0,60kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano vertical. O ponto A está a 2,0m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola de constante elástica 150N/m. São des- prezíveis os efeitos do atrito e adota-se g = 10m/s 2 . A máxima compressão da mola vale, em metros: a) 0,80 b) 0,40 c) 0,20 d) 0,10 e) 0,05 09. Uma pedra é abandonada de certa altura chegando ao solo com uma velocidade de 10m/s. Calcule essa altura em metros. Admita g = 10m/s 2 e despreze a resistência do ar. 10. Um objeto de massa M = 0,5kg, apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito, está preso a uma mola cuja constante de força elástica é K = 50N/m. O objeto é puxado por 10cm e então solto, passando a oscilar em relação à posição de equilíbrio. Qual a velocidade máxima do objeto, em m/s? a) 0,5 b) 1,0 c) 2,0 d) 5,0 e) 7,0 Exercícios do Aluno: 01. Qual é o valor da energia cinética de um corpo de massa igual a 2,0kg que se move com velocidade constante e igual a 3,0m/s? 58 02. Uma moto move-se com 36km/h, se nesse momento sua energia cinética for 25.000J, sua massa deverá ser igual a: 03. Qual o trabalho, em joules, realizado por uma força que varia a velocidade de um corpo de massa 3kg de 8m/s para 10m/s? 04. A massa de um elevador é 900kg. Calcule a energia potencial desse elevador no topo de um prédio, a apro- ximadamente 52m acima do nível da rua. Considere nula a energia potencial ao nível da rua e adote g = 10m/s 2 . 05. O recorde mundial dos 100m rasos é da ordem de 10s, e o do salto com vara, um pouco abaixo de 6m. a) Calcule o valor da energia cinética média do atleta (massa da ordem de 60kg) na corrida de 100m rasos. b) Calcule o valor máximo do acréscimo de energia potencial gravitacional no salto com vara. Adote g = 10m/s 2 . 06. Determine a energia potencial elástica armazenada numa mola de constante elástica K = 500N/m, quando ela é distendida de 50cm. 07. Qual deve ser a constante elástica de uma mola que foi deformada de 10cm para 40cm se durante o processo ela adquiriu uma energia potencial elástica de 13,5J? 59 08. Um corpo de 2kg é empurrado contra uma mola de constante elástica 500N/m, comprimindo-a 20cm. Ele é libertado e a mola o projeta ao longo de uma superfície lisa e horizontal que termina numa rampa inclinada con- forme indica a figura. Dado: g = 10m/s 2 e desprezando todas as formas de atrito, calcular a altura máxima atingida pelo corpo na rampa. 09. Um menino desce um escorregador de altura 3m a partir do repouso e atinge o solo. Determine a velocidade do menino ao chegar ao solo. Considere g = 10m/s 2 . 10. Um objeto de 1,0kg desloca-se com velocidade smV /,07 sobre uma superfície sem atrito e choca-se com uma mola presa a uma parede, de acordo com a figura. O objeto comprime a mola de uma distância igual a 1,0m, até parar completamente. Qual o valor da constante elástica da mola, em N/m?