Este documento apresenta 15 aplicações de problemas relacionados a trabalho e energia. Os problemas envolvem cálculos de tempo, potência, rendimento, energia cinética, energia potencial elástica e trabalho realizado em diferentes situações como elevação de massas, movimento em escadas, funcionamento de máquinas, penetração de balas e deslocamento de corpos em molas.

1. TRABALHO E
ENERGIA
Professor Marco Antonio
Setembro 2014

2. Trabalho e Energia
APLICAÇÕES
1- Um motor de potência 200 W é utilizado para elevar um bloco de
massa 0,5 kg a uma altura de 2 m em movimento uniforme.
Desprezando eventuais perdas e considerando g = 10 m/s²,
determine o intervalo de tempo gasto para o bloco atingir a altura de
2 m.
2- (UF-PI) Um menino de 40 kg de massa sobe 25 degraus de uma
escada em 20 s. Se cada degrau tem 0,20 m de altura e g = 10 m/s²,
qual é a potência útil dos músculos do menino nessa operação é, em
watts?
3- Uma máquina recebe a potência de 60 kW e, durante seu
funcionamento, é dissipada uma potência de 20 kW. Qual é o
rendimento dessa máquina?

3. Trabalho e Energia
APLICAÇÕES
4- Um dispositivo consome 200 W quando realiza um trabalho de 320
J em 4 s. Determine o rendimento desse dispositivo.
5- Um ventilador tem rendimento de 80%.
a) O que significa o valor do rendimento?
b) A potência útil desse ventilador é de 300 W. Que potência ele
fornece em 10 minutos?
c) Que trabalho o ventilador realiza nesses 10 minutos?
6- Um elevador de 1000 kg sobe 60 m em meio minuto. Qual a
potência média desenvolvida pelo elevador? Adote g = 10 m/s².
7- Um corpo é preso à extremidade livre de uma mola de constante
elástica K = 600 N/m, conforme mostra a figura. Qual a energia
potencial elástica armazenada pelo sistema ao se distender a mola
de 20 cm?

4. Trabalho e Energia
APLICAÇÕES
8- Uma bala sai do cano de um fuzil com uma velocidade de 200 m/s
e penetra no solo até a profundidade de 1 m. Supondo que o solo
oponha uma resistência constante durante a penetração da bala,
calcule essa resistência. A massa da bala é igual a 0,01 kg.
9- (UF-SE) Qual é, em joules, a energia cinética de um corpo de
massa igual a 1,0 kg que se movimenta com a velocidade escalar de
2,0 m/s?
10- Um corpo é preso à extremidade livre de uma mola de
constante elástica K = 160 N/m, como mostra a figura. Determine
de quanto deve ser distendida a mola para que a energia potencial
elástica armazenada seja de 20J.

5. Trabalho e Energia
APLICAÇÕES
11- Um ponto material de massa m = 2 kg passa da posição A, onde a
velocidade escalar é v = 3 m/s, para a posição B, onde a velocidade é
v = 6 m/s. Determine o trabalho da resultante das forças que agem no
ponto material.
12- Um motor elétrico consome uma potência de 600 W. Dessa
potência, apenas 450 W são utilizados na tarefa para a qual ele foi
destinado.
a) Qual é a potência dissipada?
b) Qual é o rendimento do motor?
13- A potência fornecida por uma roda-d'água é de 1 500 kW. Qual a
potência total que ela consome de uma queda-d'água se o seu
rendimento é de 80%?

6. Trabalho e Energia
APLICAÇÕES
14- Determine o trabalho realizado pelo peso de um corpo de massa
m = 20 kg num local onde a aceleração da gravidade é g = 10 m/s2
nos deslocamentos: de A para B; de B para A; de A para C; de D para
A; de A para E.
15- Uma bala de revólver, cuja massa é 20 g, tem velocidade de 400
m/s ao atingir um bloco, no qual penetra 20 cm até parar.
a) Qual é a energia cinética da bala antes de atingir o bloco?
b) Qual é o trabalho realizado pela força que a freou?
c) Qual é o valor da força que freou a bala?

7. FIM