1-uma bola de tênis cai verticalmente sobre uma superfície de areia. supondo o deslocamento vertical é para baixo, verifique se as afirmativas a seguir são verdadeiras ou falsas e justifique
A- o trabalho realizado pela força peso é moto, e o da resistência do ar, se houver, será resistente.
B- ao afundar na areia, uma força de resistência atuará sobre a bola diminuindo sua velocidade.
C- a força de resistência da areia não realiza trabalho sobre a bola.
2- um carro de massa 1.000kg. prestes a colidir com um obstaculo, percorre uma distancia de 80m até conseguir parar. sabe-se que o coeficiente de atrito entre os pneus e a prista vale 0,6. supondo que o motorista permaneça com o pé no pedal do freio até que o veiculo pare, determine o trabalho de todas as forças que atuam no veiculo nesse deslocamento (considere g= 10m/s(ao quadrado) )
3- parado em uma estação de trem, você vê seu amigo partir de viagem e comenta que ele adquiriu energia cinética. no entanto, na opinião dele, sua energia cinética não sofreu nenhuma variação. qual dos dois tem razão: você ou seu amigo? justifique
4- se um carro, movendo-se com velocidade de modulo V , passa a se mover com velocidade de modulo 2v, o que ocorre com o valor de sua energia cinética? e se ele triplicar o modulo da velocidade?
5- suponha que, por acidente um vaso cai de uma janela de um edifício situada a 15m de altura em relação ao solo. o vaso possui massa 0,5kg e sobre sua queda sao feitas as afirmações A-B-C a seguir. avalie se as afirmaçoes sao verdadeiras ou falsas. justificando sua escolha (dado g=10 m/s(ao quadrado)
A- a energia potencial gravitacional do vaso deixa de ser nula quando ele começa a cair
B- o vaso tem, na metade da queda, 37,5 J de energia potencial gravitacional
C- o]ao chegar ao solo, a energia potencial gravitacional do vaso é nula e ele tem energia cinética nao nula.
6- o coqueiro tem uma altura H em relaçao ao chao e o assento do banco esta 0,5m do solo.
Sabe-se que um coco possui 10 J de energia potencial enquanto ainda esta preso no alto do coqueiro. se o coco que se desprende do coqueiro tem massa M e atinge o banco com 1 J de energia potencial gravitacional. calcule a altura H do coqueiro.
Soluções para a tarefa
a) Verdadeira, o trabalho é motor, pois a força aplicada no corpo tem o mesmo sentido que o deslocamento. No exemplo da bola, a força que o ar aplica no corpo que está caindo é contrario ao seu deslocamento, ou seja, é resistente
b) Falsa
c) Ela realizara trabalho, pois existe um deslocamento.
1) A e C são verdadeiras
O trabalho de uma força constitui-se em uma grandeza física escalar, ou seja, podemos conhecer o trabalho de uma força se soubermos seu valor e a sua unidade.
O trabalho pode ser classificado de duas formas-
- Trabalho motor ⇒ quando a força atua no sentido do deslocamento do corpo.
- Trabalho resistente ⇒ quando a força atua no sentido contrário ao do movimento do corpo.
Considerando essas observações, podemos dizer que para a bola caindo, o peso realiza um trabalho motor e a resistência do ar realiza um trabalho resistente.
Só existe trabalho quando há deslocamento do corpo.
2) O trabalho da força de atrito é de -480.000 Joules. O trabalho da normal e da força peso equivale a zero.
O trabalho mecânico de uma força está ligado ao deslocamento que a mesma provoca em um corpo.
T = F·ΔS·cosβ
Onde,
F = intensidade da força
ΔS = deslocamento por ela provocado
cosβ = cosseno do ângulo que a força faz com o deslocamento
A força normal e a força peso do carro não realizam trabalho pois são perpendiculares ao movimento do mesmo.
T = 0
A força de atrito realiza trabalho.
Fat = μ. N
Fat = μ. mg
Fat = 0,6. 1000. 10
Fat = 6000 N
Calculando o tranalho da força de atrito-
T = F. ΔS. Cos 180
T = 6000. 80. -1
T = - 480.000 Joules
3) Os dois amigos têm razão se pensarmos no conceito de velocidade relativa e referencial.
A velocidade relativa é a velocidade escalar que um móvel tem em relação ao outro. Ou seja, essa grandeza irá indicar a relação de aproximação ou de afastamento entre dois corpos ou objetos em movimento.
Ou seja, em relação à estação de trêm o amigo está em movimento. Em relação ao próprio trêm o amigo está parado.
A energia cinética é a energia que está relacionada ao movimento dos corpos, uma vez que qualquer corpo em movimento é capaz de realizar trabalho, por meio da transformação ou transferência da energia mecânica.
Para o amigo no trem a estação é que se move em relação à ele.
4) Se a velocidade duplicar, a energia cinética quadruplica. Se a velocidade triplicar a energia cinética será nove vezes maior.
A energia cinética é diretamente proporcional à massa do corpo e ao quadrado de sua velocidade.
Ec = m·V²/2
Assim, quanto maior a velocidade maior a energia cinética do corpo.
Carro se movendo com velocidade V-
Ec₁ = m. V²/2
Carro se movendo com velocidade 2V-
Ec₂ = m. (2V)²/2
Ec₂ = m. 4V²/2
Ec₂ = 4. m.V²/2
Ec₂ = 4. Ec₁
Carro se movendo com velocidade 3V-
Ec₃ = m. (3V)²/2
Ec₃ = m. 9V²/2
Ec₃ = 9. m.V²/2
Ec₃ = 9. Ec₁
5) B e C estão corretas
A afirmativa A é falsa, pois a energia potencial gravitacional é a energia que o corpo possui em razão da ação da força de atração gravitacional da Terra.
Se um corpo está a uma determinada altura em relação ao solo, ele possui energia potencial gravitacional.
A energia potencial gravitacional pode ser calculada da seguinte forma-
Epg = mgh
Onde,
m = massa do corpo
g = gravidade local
h = altura em relação a um referêncial
Epg = 0,5. (15/2). 10
Epg = 37,5 Joules
À medida em que o vaso cai, a sua energia potencial gravitacional vai diminuindo enquanto a sua energia cinética aumenta. O vaso chega ao solo com velocidade máxima.
6) A altura do coqueiro equivale a 5 metros.
A Energia potencial gravitacional constitui-se na energia que o corpo acumula em decorrência da ação da força de atração gravitacional da Terra. Ela está relacionada ao campo gravitacional e a posição em relação a esse campo que está sendo considerada.
Epg = mgh
Energia potencial do coco preso no coqueiro-
Epg₁ = 10 Joules
mgh₁ = 10 Joules
Energia potencial do coco no assento do banco-
Epg₂ = 1 Joule
mgh₂ = 1
mg = 1/h₂
mg = 1/0,5
mg = 2
Como a massa e a gravidade são as mesmas, teremos-
mgh₁ = 10
2h₁ = 10
h₁ = 10/2
h₁ = 5 metros
Saiba mais em,
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