Questões de Concurso sobre Energia Mecânica e sua Conservação

Em uma montanha russa, no ponto A, um carrinho de massa igual a 20 kg encontra-se em repouso a uma altura de 10 m. Ao descer parte da montanha, ele atinge o ponto B, conforme ilustração a seguir:

(Arquivo pessoal; imagem usada com autorização)

Considerando o valor da aceleração da gravidade igual a 10 m/s², e desprezando as forças de atrito e resistência do ar, as energias cinéticas do carrinho, nos pontos A e B, são iguais, respectivamente, a

Usinas hidroelétricas, como a usina de Itaipu, produzem eletricidade com base na energia hidráulica, ou seja, pelo aproveitamento da energia potencial gravitacional da água contida em uma represa elevada. Esta energia está presente na natureza e pode ser aproveitada em desníveis acentuados ou quedas d’água. A respeito do processo de conversão de energia nessas usinas, assinale a alternativa correta.

O parkour é uma atividade física em que o participante sobrepõe obstáculos de modo mais rápido e direto possível, utilizando-se de diversas técnicas como saltos, rolamentos e escaladas.

Paulo, um praticante de parkour, saltou do alto de uma escada de 8 degraus, cada um com 20 cm de altura, para o solo. Considere que g=10 m/s² e que a massa de Paulo é de 60 kg. Nesse salto, a variação da energia potencial gravitacional de Paulo, em módulo, foi de

A energia mecânica de um sistema é definida como o somatório das energias potencial, cinética e térmica dos corpos que compõem o sistema.

“É a soma da energia cinética das partículas de um corpo. Essa energia é diretamente relacionada à temperatura absoluta do corpo, medida em kelvin”’.

O conceito refere-se à:

As fontes de energia são recursos naturais ou artificiais utilizados pela sociedade para produção de algum tipo de energia e, conforme a capacidade natural de reposição de recursos, as fontes de energia podem ser classificadas em renováveis e não renováveis. Entre as fontes renováveis de energia, estão

Em um sistema isolado, a energia mecânica total é sempre conservada. Este princípio é uma aplicação direta de qual das seguintes leis físicas?

Um carrinho com duas pessoas, com a massa total de 200 kg, termina sua viagem em uma montanha russa, conforme ilustração a seguir.

Desprezando o atrito nessa trajetória e considerando g = 10 m/s² , o valor da energia

Em um experimento para estudo da conservação de energia, uma esfera é liberada do topo de uma rampa a partir de uma altura inicial até atingir a parte plana e horizontal da rampa. Nesse percurso ela passa inicialmente por um sensor fotoelétrico que inicia a contagem do intervalo de tempo até que ela passe pelo segundo sensor que encerra a mesma. Ambos os sensores se encontram na parte horizontal da rampa e medem o intervalo de tempo para percorrer uma distância de 30,0 cm. Sabendose que a esfera é considerada como uma partícula e que o intervalo de tempo obtido é de 0,160 s, determine qual deve ser a altura inicial aproximada, em unidades do Sistema Internacional, caso o sistema seja considerado conservativo. Considere g = 10,0 m/s².

A energia cinética de um corpo é diretamente proporcional à sua massa e à sua velocidade, o que implica que corpos de massas iguais e velocidades diferentes terão a mesma energia cinética.

Um bloco de massa M, inicialmente em repouso, cai verticalmente de uma altura H acima de uma mola vertical, com constante elástica k, (Figura 1), comprimindo a mola por uma distância h até parar (Figura 2).

Nesse caso, a alternativa que apresenta o valor CORRETO para h é:

Toda energia incorporada nos organismos de um ecossistema será dissipada na forma de calor não utilizável, de acordo com a segunda lei da termodinâmica. Ainda que a energia possa ser armazenada de diversas formas, cedo ou tarde, toda energia deve deixar o sistema, nunca retornando a ele. Em relação aos níveis tróficos e às relações entre produtores, consumidores e a energia necessária ao funcionamento dos ecossistemas, assinale a alternativa INCORRETA.

Considerando-se que o gráfico a seguir ilustre a variação da energia potencial U(x) de um objeto em função de sua posição x, é correto afirmar que o ponto x₂ corresponde à velocidade máxima do objeto, na qual toda a energia mecânica está concentrada em forma de energia cinética.

A transformação de energia observada na execução do experimento descrito no Texto 03 é:

Um corpo de massa m foi abandonado, em queda livre, de uma altura h, atingindo o solo com uma velocidade de intensidade v e energia cinética E_c. Esse mesmo corpo de massa m quando abandonado, em queda livre, no mesmo local, mas a partir de uma altura H, atinge o solo com uma velocidade de intensidade v’ e uma energia cinética E_C’ quatro vezes maior, ou seja, E_C’ = 4 E_C. Portanto, pode-se afirmar que

No pênalti, o jogador Pedro precisou chutar a bola, cuja massa é de 0,45 kg, a partir de uma marca designada, com o objetivo de marcar um gol. Quando a bola atingir 25 m/s, a energia cinética da mesma será de aproximadamente:

Em uma colisão unidimensional não relativística, uma partícula de massa 2m colide com uma partícula de massa m em repouso. Se as partículas se unirem após a colisão, que fração da energia cinética inicial será perdida na colisão?

A energia cinética de um corpo é uma função tanto da sua velocidade quanto da sua massa. Isso significa que, para corpos com massas iguais, a energia cinética será maior quanto maior for a sua velocidade; e para corpos com velocidades iguais, a energia cinética será maior quanto maior for a sua massa.

Com base nas informações contidas no texto, é correto afirmar que a energia cinética da bola flutuante no SI é:

Para verificar o princípio de conservação da energia, um estudante realiza um experimento no Laboratório de Física que consiste em soltar um conjunto de esferas de chumbo de massa M de uma mesma altura h por N vezes. A temperatura do conjunto é medida em cada um dos ensaios. Considerando-se g a aceleração gravitacional, ao final dos lançamentos, o estudante mede a temperatura do conjunto e conclui que: