Questões de Concurso sobre Energia Mecânica e sua Conservação

Analise as assertivas a seguir e assinale a alternativa correta.

I. Em um sistema físico, a conservação da quantidade de movimento linear implica na conservação da energia mecânica.

II. Em um sistema físico, a conservação da energia mecânica implica na conservação da quantidade de movimento linear.

III. Em um sistema físico, a conservação da quantidade de movimento angular implica na conservação da quantidade de movimento linear.

Considere uma placa fina, de massa 𝑚, com largura 𝑎 e comprimento 2𝑎, que está sendo posta a girar em torno de um eixo O localizado a uma distância 𝑎/2 de seu centro de massa (todos medidos em unidades do S.I.), como ilustrado na Figura 8 abaixo. Devido à ação de um conjunto de forças, a placa parte do repouso e atinge uma velocidade angular de 2𝜋 𝑟𝑎𝑑/𝑠 em um intervalo de tempo de 4 segundos.

Figura 8

Com base nesse contexto, qual é o valor do torque resultante, em unidades do S.I., experimentado pela placa durante o intervalo de tempo mencionado? (Considere 𝜋 = 3).

Em física, um pêndulo é um objeto que oscila em torno de uma posição de equilíbrio. A figura abaixo representada traz um pêndulo simples afastado de sua posição de origem A até uma posição B, que é posição para a inversão do sentido do seu movimento, retornando à oscilação.

Sabendo que se trata de um sistema conservativo, no qual desprezamos as forças dissipativas, em relação à energia mecânica, assinale a alternativa correta.

A energia presente no processo de expansão de um gás é dada pelo trabalho na sua definição termodinâmica W = p·ΔV.

Um caminho que aproxima a estimativa de Fermi para a energia liberada na explosão da primeira bomba nuclear, teste Trinity de 1945, durante a passagem da onda de choque por ele que acompanhava o teste, consiste em se notar que os papeizinhos que foram arrastados pela onda de choque servem como estimativa da espessura de 2,5m da casca esférica de ar comprimido que compõe a onda de choque com volume ΔV. O centro da onda está no local onde explodiu a bomba a 10 milhas (16 km) de Fermi.

A pressão de uma onda de compressão pode ser modelada por:

p = w·v_som·dar·Δs_papel ≅ 1100 N/m²

Onde foram substituídos os valores w = 1s-¹ (ondas de choque), d_ar = 1,3 kg/m³, v_som= 340 m/s. e Δs_papel = 2,5m, vindo do deslocamento dos papeizinhos arrastados pela passagem da onda de choque.

Considere 𝛑 = 3. Assinale a alternativa que indica a ordem de grandeza da estimativa em joules da energia carregada pela onda de choque utilizando esse raciocínio.

Considere um sistema massa-mola oscilando numa superfície sem atrito, conforme a figura:

Assinale a alternativa INCORRETA:

Analise as afirmativas abaixo em relação aos Tipos de Energia

1. A soma das energias cinética (Ec) com a energia potencial (Ep) de qualquer sistema físico é chamada de energia mecânica. Nos sistemas físicos conservativos, nos quais não há atrito, a energia mecânica é conservada.

2. Uma barragem tem atribuição de concentrar a água e criar um grande reservatório pelo represamento das águas do rio. Podemos dizer que quanto menor for o desnível entre a água na superfície do reservatório, menor será a altura h e, consequentemente, a energia potencial gravitacional armazenada será ainda maior.

3. A energia cinética (K) é a energia associada ao movimento de um objeto; quanto mais rápido ele se move, maior a sua energia cinética e quando um objeto está em repouso, a energia cinética é nula.

Assinale a alternativa que indica todas as afirmativas corretas.

A figura representa um pêndulo simples que oscila atingindo um ângulo máximo θ em relação à vertical.

No gráfico está representada a energia potencial gravitacional (E_P) desse pêndulo, em função do ângulo entre o fio do pêndulo e a vertical.

Quando o pêndulo passa pela posição em que o ângulo formado entre seu fio e a vertical é $\frac{\theta }{2}$ a energia cinética desse pêndulo é igual a

A maior parte da energia elétrica gerada no Brasil, em grande escala, é originada de usinas termoelétricas, hidrelétricas, termonucleares e eólicas.

Essas usinas apresentam, em comum, a transformação de energia

Uma esfera com 1,25 kg de massa é abandonada de uma altura de 4 metros em relação ao solo, de uma rampa em curva, conforme mostra a figura abaixo. Uma mola ideal de constante elástica k = 500 N/m é colocada no final dessa rampa. A esfera colide com a mola, completamente relaxada, provocando uma compressão.

Sabendo que, ao final da compressão, 20% da energia mecânica inicial é dissipada e considerando que a esfera apenas desliza e não rola, qual a máxima deformação sofrida pela mola? (Use g = 10 m/s².)

A potência fornecida a uma partícula por uma força resultante atuante sobre ela é igual à taxa temporal com a qual a energia cinética da partícula varia.

Todos estavam apreensivos quando o jogo de futebol foi para prorrogação. Por efeito de uma falta, o árbitro marcou o pênalti que poderia garantir a vitória do time. A bola utilizada no jogo apresentava massa de 0,40 kg. Considere que, no instante em que a bola passou pela trave, marcando gol, sua velocidade foi de 31 m/s. Com base nos dados fornecidos, a energia cinética (em Joule) da bola nesse ponto foi, aproximadamente, de

A medida da energia cinética de um corpo depende do sistema de referência adotado, uma vez que é necessário se conhecer a velocidade e a massa do corpo.

Ao realizarmos trabalho sobre um objeto, podemos mudar a energia de movimento desse objeto. Além disso, se um objeto está em movimento, ele é capaz de realizar trabalho. A energia associada ao estado de movimento de um objeto é chamada de energia cinética. Um objeto de massa M que se desloca sobre uma superfície horizontal, sem a influência de efeitos resistivos, com uma velocidade V possui energia cinética X. Um segundo corpo de massa M/2, que se move também sem a influência de efeitos resistivos com o dobro da velocidade V, possui energia cinética em termos de X igual a

A Figura 6 abaixo representa o perfil esquemático de uma usina hidrelétrica.

Figura 6

Fonte: ANELL (2008)

A turbina é o equipamento que realiza a conversão de:

O salto com vara é uma modalidade esportiva em que uma atleta usa uma vara longa e flexível para se lançar ao alto e ultrapassar um sarrafo, colocado a uma distância vertical do solo pré-definida. A atleta deve correr por uma pista de cerca de 40m carregando a vara e apenas ao chegar na porção final desse trajeto encostar a vara no chão. Após o toque, a vara começa a envergar à medida em que a atleta continua se deslocando horizontalmente por mais alguns metros. Ao se deformar a vara irá exercer sobre atleta uma força que vai contribuir inicialmente para reduzir sua velocidade horizontal até um valor próximo de zero e em seguida para lançá-la ao alto. O recorde feminino no salto com vara é da atleta russa Yelena Isinbaeva, de massa 65kg, que saltou uma altura 5,06 m. Assinale a alternativa que apresenta qual a melhor estimativa do trabalho resultante das forças horizontais que atuaram sobre o corpo de Isinbayeva do instante em que a vara tocou o solo até sua velocidade horizontal se reduzir ao máximo, no dia do salto em que ela quebrou o recorde mundial. Considere que as transformações de energia acontecem sem perda e que o centro de massa da atleta está cerca de 1,0 m de altura.

Se, em um local em que a aceleração da gravidade é g, um carrinho de montanha-russa de massa m passar pelo ponto A, como mostrado na figura a seguir, com velocidade v, então a energia potencial gravitacional do carrinho será sempre igual a m×g×h, independentemente do referencial adotado.

Durante uma partida de futebol, um jogador chuta a bola fazendo com que o vetor velocidade inicial forme um ângulo de 30º em relação ao campo plano e horizontal. No ponto de altura máxima, a bola

Uma esfera metálica de massa m é solta no ponto A a partir do repouso e rola em um trilho de altura h₁=20 cm até o ponto B. Nesse ponto, a esfera abandona o trilho com uma velocidade horizontal, conforme a figura a seguir.

Ao sair do trilho no ponto B, a esfera atinge o solo no ponto C, a uma distância 𝛥𝑥 = 76 cm de B e a uma altura h₂=100 cm de B. De quanto foi aproximadamente a variação percentual da energia mecânica entre os pontos A e B, ou seja, ((E_A-E_B)/E_A)100 ≈?

Um alicate tem 1m de braço até a articulação e sua cabeça tem 10 cm de tamanho (medida entre o seu extremo e a articulação).

Considere as seguintes situações em que se pedem quantidades a serem calculadas. Lembre-se kgf: quilograma-força, tf: tonelada-força.

I. Se uma força de 1000N é aplicada no seu extremo, a força disponível para o corte na extremidade da cabeça do alicate é ______.

II. Se for necessária uma força de 2 tf (tonelada-força) será necessária uma força de ______.

Assinale a alternativa que corretamente identifica os valores que devem preencher os espaços, respectivamente.

Um veículo se desloca em uma reta. Em um determinado intervalo de tempo, sua velocidade é v = 180 km/h constante, e sabe-se que o motor está fornecendo uma potência P = 50 kW.

Nessas condições, a força do motor transmitida para o veículo, em kN, é de