1-"Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de
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Disponível em: http://br.geocities.com. Acesso em: 1 fev. 2009.
A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente...
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6-Num conjunto arco e flecha, a energia potencial elástica é transformada em energia
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a) Calcule a energia mecânica de cada bloco em relação ao solo.
b) Os três fios são cortados simultaneamente. Determine as...
10-Um bloco de massa kg repousa sobre um plano inclinado de um ângulo
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A partir dessas informações,
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• encontre o ponto onde a velocidade do corpo se anula;
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O mergulho do avião iniciava-se a 5 000 m de altura, e a bomba era lançada sobre o
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14- As questões apresentadas nesta prova relacionam-se a situações vivenciadas
por uma família residente em um prédio de a...
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Atividade 3 ° ano 04 10-13

  1. 1. 1-"Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema. No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode ser utilizada para a realizagao de trabalho. lsso signifca dizer que há vazamento da energia em outra forma." CARVALHO, A. X. Z. Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009 (adaptado). De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento do motor são decorrentes de a: A) liberação de calor dentro do motor ser impossível. B) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável. C) conversão integral de calor em trabalho ser impossível. D) transformação de energia térmica em cinética ser impossível. E) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável. 2-Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode-se realizar a seguinte experiência: I. Mantenha uma régua (com cerca de 30 cm) suspensa verticalmente, segurando-a pela extremidade superior, de modo que o zero da régua esteja situado na extremidade inferior. II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, em forma de pinça, próximos do zero da régua, sem tocá-la. III. Sem aviso prévio, a pessoa que estiver segurando a régua deve soltá-la. A outra pessoa deve procurar segurá-la o mais rapidamente possível e observar a posição onde conseguiu segurar a régua, isto é, a distância que ela percorre durante a queda. O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos tempos de reação.
  2. 2. Disponível em: http://br.geocities.com. Acesso em: 1 fev. 2009. A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente que o tempo de reação porque a: A) energia mecânica da régua aumenta, o que a faz cair mais rápido. B) resistência do ar aumenta, o que faz a régua cair com menor velocidade. C) aceleração de queda da régua varia, o que provoca um movimento acelerado. D) força peso da régua tem valor constante, o que gera um movimento acelerado. E) velocidade da régua é constante, o que provoca uma passagem linear de tempo. 3O esquema mostra um diagrama de bloco de uma estação geradora de eletricidade abastecida por combustível fóssil. HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003 (adaptado). Se fosse necessário melhorar o rendimento dessa usina, que forneceria eletricidade para abastecer uma cidade, qual das seguintes ações poderia resultar em alguma economia de energia, sem afetar a capacidade de geração da usina? A) Reduzir a quantidade de combustível fornecido à usina para ser queimado. B) Reduzir o volume de água do lago que circula no condensador de vapor. C) Reduzir o tamanho da bomba usada para devolver a água líquida à caldeira. D) Melhorar a capacidade dos dutos com vapor conduzirem calor para o ambiente. E) Usar o calor liberado com os gases pela chaminé para mover um outro gerador.
  3. 3. 4Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado para enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto de combustível compra álcool por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5 °C. Para revender o líquido aos motoristas, instalou um mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, para que atinja a temperatura de 35 °C, sendo o litro de álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o posto compra 20 mil litros de álcool a 5 ºC e os revende. Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é de 1×10-3 ºC-1 , desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas estaria entre A) R$ 500,00 e R$ 1.000,00. B) R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00. C) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00. D) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00. E) R$ 7.000,00 e R$ 7.950,00. 5-O chamado “para-choque alicate” foi projetado e desenvolvido na Unicamp com o objetivo de minimizar alguns problemas com acidentes. No caso de uma colisão de um carro contra a traseira de um caminhão, a malha de aço de um para-choque alicate instalado no caminhão prende o carro e o ergue do chão pela plataforma, evitando, assim, o chamado “efeito guilhotina”. Imagine a seguinte situação: um caminhão de 6 000 kg está a 54 km/h e o automóvel que o segue, de massa igual a 2 000 kg, está a 72 km/h. O automóvel colide contra a malha, subindo na rampa. Após o impacto, os veículos permanecem engatados um ao outro. a) Qual a velocidade dos veículos imediatamente após o impacto? b) Qual a fração da energia cinética inicial do automóvel que foi transformada em energia potencial gravitacional, sabendo-se que o centro de massa do mesmo subiu 50 cm?
  4. 4. 6-Num conjunto arco e flecha, a energia potencial elástica é transformada em energia cinética da flecha durante o lançamento. A força da corda sobre a flecha é proporcional ao deslocamento x, como ilustrado na figura. a) Quando a corda é solta, o deslocamento é m e a força é de 300 N. Qual a energia potencial elástica nesse instante? b) Qual será a velocidade da flecha ao abandonar a corda? A massa da flecha é de 50 g. Despreze a resistência do ar e a massa da corda. 7-Bungee jumping é um esporte radical, muito conhecido hoje em dia, em que uma pessoa salta de uma grande altura, presa a um cabo elástico. Considere o salto de uma pessoa de 80 kg. A velocidade máxima atingida pela pessoa durante a queda é de 20 m/s. A partir desse instante, a força elástica do cabo começa a agir. O cabo atinge o dobro de seu comprimento normal quando a pessoa atinge o ponto mais baixo de sua trajetória. Para resolver as questões abaixo, despreze a resistência do ar. a) Calcule o comprimento normal do cabo. b) Determine a constante elástica do cabo. 8-Dois blocos homogêneos estão presos ao teto de um galpão por meio de fios, como mostra a figura abaixo. Os dois blocos medem 1,0 m de comprimento por 0,4 m de largura por 0,4 m de espessura. As massas dos blocos A e B são respectivamente iguais a 5,0 kg e 50 kg. Despreze a Resistencia do ar.
  5. 5. a) Calcule a energia mecânica de cada bloco em relação ao solo. b) Os três fios são cortados simultaneamente. Determine as velocidades dos blocos imediatamente antes de tocarem o solo. c) Determine o tempo de queda de cada bloco. 9-A importância e a obrigatoriedade do uso do cinto de segurança nos bancos dianteiros e traseiros dos veículos têm sido bastante divulgadas pelos meios de comunicação. Há grande negligência especialmente quanto ao uso dos cintos traseiros. No entanto, existem registros de acidentes em que os sobreviventes foram apenas os passageiros da frente, que estavam utilizando o cinto de segurança. a) Considere um carro com velocidade km/h que, ao colidir com um obstáculo, é freado com desaceleração constante até parar completamente após s. Calcule o módulo da força que o cinto de segurança exerce sobre um passageiro com massa kg durante a colisão para mantê-lo preso no banco até a parada completa do veículo. b) Um passageiro sem o cinto de segurança pode sofrer um impacto equivalente ao causado por uma queda de um edifício de vários andares. Considere que, para uma colisão como a descrita acima, a energia mecânica associada ao impacto vale kJ. Calcule a altura de queda de uma pessoa de massa kg, inicialmente em repouso, que tem essa mesma quantidade de energia em forma de energia cinética no momento da colisão com o solo.
  6. 6. 10-Um bloco de massa kg repousa sobre um plano inclinado de um ângulo em relação à horizontal. O bloco é subitamente impulsionado, paralelamente ao plano, por uma marretada, parando após percorrer uma distância m, a partir de sua posição inicial, como mostra a figura. Dados: Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é e que a aceleração da gravidade é m/s2 , determine: a) o trabalho realizado pela força de atrito durante o deslocamento ; b) o trabalho realizado pela força peso do bloco durante o deslocamento ; c) a velocidade do bloco, imediatamente após a marretada; d) o valor do impulso que a marreta imprime ao bloco. 11-Um corpo de massa kg, descrevendo uma trajetória retilínea com velocidade constante de 4,0 m/s, aproxima-se da origem do sistema de coordenadas, por valores negativos de x. Ao atingi-la, passa a sofrer a ação da força, , representada no gráfico.
  7. 7. A partir dessas informações, • determine a função ; • encontre o ponto onde a velocidade do corpo se anula; • descreva o movimento do corpo após o instante em que a força passou a atuar sobre ele; • dê um exemplo de sistema mecânico que apresente essas características. 12Durante a Segunda Guerra Mundial, era comum o ataque com bombardeiros a alvos inimigos por meio de uma técnica denominada mergulho, cujo esquema pode ser observado abaixo.
  8. 8. O mergulho do avião iniciava-se a 5 000 m de altura, e a bomba era lançada sobre o alvo de uma altura de 500 m. Considere a energia gravitacional do avião em relação ao solo, no ponto inicial do ataque, igual a e, no ponto de onde a bomba é lançada, igual a . Calcule . Dado: aceleração da gravidade 10 m/s2 . 13-Em uma aula de física, os alunos relacionam os valores da energia cinética de um corpo aos de sua velocidade. O gráfico abaixo indica os resultados encontrados. Determine, em kgm/s, a quantidade de movimento desse corpo quando atinge a velocidade de 5 m/s.
  9. 9. 14- As questões apresentadas nesta prova relacionam-se a situações vivenciadas por uma família residente em um prédio de apartamentos. A mãe, para abrir uma janela tipo guilhotina, levanta totalmente um dos painéis dessa janela, prendendo-o, então, por meio de uma trava de segurança. Os painéis são idênticos, medem 60 cm de altura e têm massa de 3 kg cada. Após um certo tempo, a trava se rompe e o painel cai sobre o peitoril da janela. Desprezando atritos e a resistência do ar, calcule: a) a energia mínima necessária para levantar totalmente o painel a partir do peitoril; b) a velocidade com que o painel atinge o peitoril após o rompimento da trava de segurança. Dado: aceleração da gravidade: 10 m/s2 .
  10. 10. 14- As questões apresentadas nesta prova relacionam-se a situações vivenciadas por uma família residente em um prédio de apartamentos. A mãe, para abrir uma janela tipo guilhotina, levanta totalmente um dos painéis dessa janela, prendendo-o, então, por meio de uma trava de segurança. Os painéis são idênticos, medem 60 cm de altura e têm massa de 3 kg cada. Após um certo tempo, a trava se rompe e o painel cai sobre o peitoril da janela. Desprezando atritos e a resistência do ar, calcule: a) a energia mínima necessária para levantar totalmente o painel a partir do peitoril; b) a velocidade com que o painel atinge o peitoril após o rompimento da trava de segurança. Dado: aceleração da gravidade: 10 m/s2 .

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