1. DOMUS_Apostila 03 - FÍSICA I - Módulo 22 (Exercício 22)
Questão 04
Um carro de corrida, incluindo o piloto, tem 800 kg de
massa e seu motor é capaz de desenvolver, no máximo,
Exercício 22 160 kW de potência. O carro acelera na largada,
primeiramente, utilizando a tração de 4000 N, que no
caso é a máxima permitida pela pista e pelos pneus, até
Questão 01 atingir a potência máxima do motor. A partir daí, o piloto
passa a acelerar o carro utilizando a potência máxima do
motor até atingir 60 m/s. Suponha que não haja perda de
Uma esfera de aço de massa m = 0,20 kg, suspensa energia por atrito e que todo o trabalho realizado pelo
por um fio a um suporte, é afastada de sua posição de motor resulte no aumento de energia cinética de
equilíbrio e abandonada a uma altura H0 = 0,48 m, como translação do carro.
mostra a figura 1. Ao completar a primeira oscilação, a) Calcule a velocidade do carro ao final da primeira
verifica-se que ela consegue atingir apenas uma altura etapa de aceleração.
H1 = 0,45 m, como mostra a figura 2. b) Calcule o tempo gasto na segunda etapa da
aceleração.
Questão 05
Na brincadeira conhecida como cabo-de-guerra, dois
grupos de palhaços utilizam uma corda ideal que
apresenta um nó no seu ponto mediano. O gráfico a
seguir mostra a variação da intensidade da resultante F
das forças aplicadas sobre o nó, em função da sua
2
posição x.
Sendo g = 10 m/s a aceleração da gravidade,
calcule:
a) o trabalho realizado pelos diversos atritos que se
opõem ao movimento da esfera durante essa primeira
oscilação;
b) o trabalho realizado pela tensão no fio durante essa
primeira oscilação.
Questão 02
Um objeto de 4kg de massa desloca-se com
velocidade de 5m/s, sem atrito, sobre um plano
horizontal. A partir de um dado instante, passa a agir Considere que a força resultante e o deslocamento
sobre ele uma força resultante, que faz sua velocidade sejam paralelos.
aumentar para 10m/s. Determine o trabalho da força Determine o trabalho realizado por F no
resultante durante a variação de velocidade ocorrida. deslocamento entre 2,0 e 9,0m.
Questão 03 Questão 06
No edifício onde mora uma família, deseja-se instalar Durante o momento do saque, em uma partida de
uma bomba hidráulica capaz de elevar 500 litros de voleibol, a velocidade da bola é alterada de zero até
água até uma caixa-d'água vazia, situada a 20 m de 20,00 m/s. A mão do jogador, durante o saque,
altura acima desta bomba, em 1 minuto e 40 segundos. permaneceu em contato com a bola por 0,02 s.
Esta caixa-d'água tem a forma de um paralelepípedo Considerando a aceleração constante, e que a bola
2 nesse intervalo se movimenta horizontalmente,
cuja base mede 2 m . determine o deslocamento da bola durante o período em
O rendimento de um sistema hidráulico é definido que a mão do jogador esteve em contato com ela.
pela razão entre o trabalho fornecido a ele e o trabalho a) 0,10 m
por ele realizado. Espera-se que o rendimento mínimo b) 0,20 m
desse sistema seja de 50%. c) 0,30 m
Calcule: d) 0,40 m
a) a potência mínima, em HP, que deverá ter o motor e) 0,50 m
dessa bomba;
2
b) a pressão, em N/m , que os 500 litros de água Questão 07
exercerão sobre o fundo da caixa-d'água.
Dado:
O Cristo Redentor, localizado no Corcovado,
1 HP = 750 W
encontra-se a 710 m do nível no mar e pesa 1.140 ton.
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2
Considerando-se g = 10 m/s , é correto afirmar que o apenas ser transformada de uma forma em outra.
trabalho total realizado para levar todo o material que Baseado nesse princípio, algumas equipes de fórmula 1
compõe a estátua até o topo do Corcovado foi de, no usaram, durante a temporada de 2009, um Sistema de
mínimo: Recuperação da Energia Cinética (em inglês KERS)que
a) 114.000 kJ proporcionava uma potência extra ao carro de cerca de
b) 505.875 kJ 80 CV durante 6 segundos, melhorando assim as
c) 1.010.750 kJ ultrapassagens. Essa energia era acumulada durante as
d) 2.023.500 kJ frenagens usando parte da energia cinética do carro,
e) 8.094.000 kJ que seria dissipada pelos freios em forma de calor.
Se toda a energia acumulada pelo KERS pudesse ser
integralmente utilizada por um elevador para erguer
Questão 08 uma carga total de 1000 kg, qual seria,
aproximadamente, a altura máxima atingida por esse
Um homem arrasta uma cadeira sobre um piso plano, elevador, desprezando-se todos os atritos envolvidos?
percorrendo em linha reta uma distância de 1 m. Dados: 1 CV = 735 W
Durante todo o percurso, a força que ele exerce sobre a g = 10 m/s2
cadeira possui intensidade igual a 4 N e direção de 60° a) 20m
em relação ao piso. b) 25m
O gráfico que melhor representa o trabalho T, c) 30m
realizado por essa força ao longo de todo o d) 35m
deslocamento d, está indicado em: e) 40m
a)
COM BASE NO TEXTO A SEGUIR, RESPONDA À QUESTÃO
10.
O motorista, ao sair de um pedágio da estrada,
acelera uniformemente o carro durante 10 segundos a
partir do repouso, num trecho plano horizontal e
retilíneo, até atingir a velocidade final de 100 km/h.
Considere desprezível a quantidade de combustível
no tanque.
b)
Questão 10
Especifique a potência mínima do motor, em HP,
necessária para que a velocidade final seja alcançada no
intervalo de tempo de 10 segundos.
Dados: massa do carro = 1000 kg; massa do motorista = 80 kg
e fator de conversão de potência: 1HP = 746 W.
c)
GABARITO
Questão 01
2
a) 6,0 x 10 J
b) nulo
d) Questão 02
2
W = 1,5 × 10 J
Questão 03
a) 2,67 HP
3 2
b) 2,5 × 10 N/m
Questão 09 Questão 04
De acordo com a lei da conservação da energia, a a) 40 m/s
energia não pode ser criada nem destruída, podendo b) 5,0 s
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Questão 05
190 J
Questão 06
Letra B
Questão 07
Letra E
Dados: m = 1.140 ton = 1,14 ? 106 kg; h = 710 m; g
= 10 m/s2.
r
WF 6 9
=m g h = (1,14x10 )(10)(710) = 8,094x10 J =
3 r
WF
8.094.000x10 J ⇒ = 8.094.000 kJ.
Questão 08
Letra D
Dados: F = 4 N; d = 1 m; α = 60°
O trabalho de força constante é calculado pela
expressão:
T = F d cos α .
Essa expressão mostra que o trabalho (T) de força
constante é diretamente proporcional ao deslocamento
(d); portanto, o gráfico T = f (d) é uma reta que passa
pela origem.
Para os valores fornecidos:
T = 4 (1) cos 60° = 4 (0,5) ⇒ T = 2 J.
Questão 09
Letra D
Dados: m = 1.000 kg; g = 10 m/s2; P = 80 CV = 80 ? 735
= 58.800 W; Δ t = 6 s.
Se a energia (E) armazenada pelo KERS fosse
totalmente transformada em energia potencial (EPot),
teríamos:
PΔt 58800(6 )
E = EPot ⇒ PΔt = mgh ⇒ h = = ⇒
mg 10000 h ≅ 35m
Questão 10
55,9 HP
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