Questões de Concurso sobre Energia Mecânica e sua Conservação

Um projétil é disparado obliquamente do solo (horizontal) e, supondo a resistência do ar desprezível, consegue atingir, no máximo, uma altura 𝐻. Verifica-se que, nesse ponto mais alto atingido, a energia mecânica do projétil está uniformemente dividida: metade sob a forma de energia cinética e metade sob a forma de energia potencial.

Nesse caso, o raio de curvatura da trajetória do projétil nesse ponto mais alto é igual a

Um bloco é preso numa mola sobre uma mesa lisa sem atrito. O bloco é deslocado da posição de equilíbrio da mola de tal forma que a sua posição Y varia com o tempo, como mostra o gráfico abaixo.

Sobre o movimento do bloco é possível afirmar que:

De acordo com a energia envolvida no movimento de um objeto, tem-se que um corpo em movimento pode produzir transformações à sua volta. Caso, um carro em movimento colida com outro, ambos poderão sofrer deformações. A energia necessária para deformar os carros, estava presente na forma de energia de movimento.

Fonte: Mortimer E. et al. Matéria, energia e vida, uma abordagem interdisciplinar − O mundo atual: questões sociocientíficas. São Paulo: Editora Scipione, 2020.

Esse tipo de energia denomina-se:

Marque a alternativa CORRETA.

A energia mecânica associada a um corpo, ou a um sistema de corpos, pode ser definida como a somatória da:

Em um parque de diversões há um carrossel, de 2,0 m de raio, que gira em movimento circular uniforme, completando uma volta em 10 s. Esse carrossel é, simultaneamente, acelerado em linha reta, a uma aceleração de 0,4 m/s² , na direção do segmento AC da figura. Quando parte do repouso, a posição de certa criança, de massa m= 20 kg, é o ponto A, esquematizado na figura.

(Arquivo pessoal: figura usada com autorização.)

A energia cinética que esta criança terá ao passar pelo ponto C pela primeira vez será, em joules, mais próxima de (adote π=3)

Observe as imagens a seguir.

Em um laboratório de física, um aparato experimental é formado por um bloco de massa m, ligado a uma mola e preso a um anteparo. O bloco pode oscilar em torno de um ponto P entre as posições R e S em uma superfície bem lisa, ao longo de um eixo horizontal x, de forma que o atrito entre o bloco e a superfície é desprezado, como mostra a figura 1, enquanto a figura 2 representa o gráfico de um tipo de energia presente quando o bloco se movimenta entre R e S. Diante do exposto, qual é o tipo de energia ilustrada na figura 2?

A energia cinética é proporcional ao quadrado da velocidade do corpo.

A lei da conservação da energia afirma que a energia total em um sistema isolado permanece constante ao longo do tempo. Portanto, em um sistema onde apenas a força gravitacional atua sobre um objeto, sua energia cinética e potencial gravitacional não podem variar simultaneamente.

Uma esfera de massa 50,0 g é abandonada no topo de uma rampa que apresenta atrito, conforme a figura abaixo. Considerando que g = 10,0 m/s² e que a esfera perde 20% da sua energia mecânica, assinale a alternativa com o módulo da velocidade da esfera em B.

A energia mecânica é resultante da soma de duas forças, a energia potencial (EP) e a energia angular (EA), sendo a energia potencial relacionada com a posição de uma partícula de massa no sistema de forma; e a angular, que é aquela determinada pelo sentido e direção do movimento.

Um dos principais pontos turísticos de Poços de Caldas, o teleférico, foi reaberto ao público. Esse teleférico mede 1,5 mil metros de extensão e seu cume está a 1,7 mil metros acima do nível do mar.

Adaptado de G1 Sul de Minas, 01/04/2023.

Uma turista capixaba, cujo peso é 70Kg, embarcou no teleférico e foi levada ao seu ponto mais alto.

Considere a aceleração da gravidade 10 m/s² .

Em relação à sua cidade natal, Vitória (ES), que deve ser considerada ao nível do mar, a energia potencial da turista quando chegou ao ponto mais alto do teleférico é igual a

Em um sistema isolado, em que somente forças conservativas atuam, podem ocorrer variações da energia cinética e da energia potencial.

Expressão muito comum no mundo da aviação, a velocidade de cruzeiro é aquela desenvolvida pela aeronave entre o final da subida no aeroporto de origem e o início da descida ao aeroporto de destino. Graças à baixa densidade do ar, as aeronaves atingem velocidades de cruzeiro próximas de 240 m/s.

(www.latamairlines.com. Adaptado.)

Considerando que uma aeronave de massa total igual a 60 toneladas desenvolva a velocidade de cruzeiro mencionada no excerto e que tal velocidade seja em relação ao solo, a energia cinética dessa aeronave nessa situação é aproximadamente

No que tange aos fundamentos teóricos e conceitos de física, assinale a alternativa que apresenta a definição correta de Energia Mecânica.

No procedimento de descarga do contêiner, representado na figura (B), a energia mecânica se conserva.

O gráfico a seguir relaciona a variação da energia cinética (ΔE_C) de 2 objetos (A e B), de mesma massa, em função do deslocamento (Δx) realizado. Propositalmente o valor do deslocamento correspondente a ΔE_C=5 J não foi assinalado no gráfico.

Assinale a alternativa que indica corretamente a relação entre os módulos das forças F_A (força aplicada no objeto A) e F_B (força aplicada no objeto B). Ambas as forças são constantes.

“A energia move o mundo, e uma das questões que mais tem preocupado governos e sociedade, é a crescente demanda energética para sustentação do sistema sobre o qual está estruturada nossa sociedade, fazendo-se necessário obter formas e processos que melhorem o aproveitamento deste recurso”. Fonte: Macagnan, A.L.; Neto, J.A.R & R.N. Neto. 2016. Determinação da eficiência energética da tração humana na geração de energia [...]. UTFPR.

Existem alternativas simples e baratas para a geração de energia a partir do esforço físico humano, como, por exemplo, a bicicleta adaptada. Esse modelo consiste em uma bicicleta, com a adaptação de um alternador, no seu eixo traseiro. Considerando esse modelo, as formas de energia envolvidas no sistema pessoa-bicicleta-alternador são:

Energia é a capacidade de executar um trabalho, e "Trabalho" significa deslocar, rodar, transformar. (Empresa de Pesquisa Energética – EPE). Dessa forma convivemos com várias formas de energia, que utilizamos na nossa vida diária. Assim identifique o tipo de energia com as suas respectivas ações, relacionando a segunda coluna de acordo com a primeira.

1ª COLUNA

(1) Energia Química

(2) Energia Nuclear

(3) Energia Elétrica

(4) Energia Térmica

(5) Energia Solar

2ª COLUNA

( ) Conserva as partículas dos materiais ligadas. Liberada em fenômenos como a combustão.

( ) Associada à temperatura de um corpo.

( ) Relacionada às cargas elétricas e pode ser obtida por meio da transformação da energia química ou da energia mecânica.

( ) Liberada em processos de transformação de núcleos atômicos.

( ) Transforma a radiação solar em energia elétrica.

Assinale a alternativa que corresponde à relação CORRETA das colunas:

Os sistemas de energia podem ser considerados fechados, abertos ou isolados. Sobre as características relacionadas a esses sistemas, marque a alternativa CORRETA.

Energia é uma grandeza física que se conserva, isto é, a quantidade total de energia nunca muda. Em termos diferentes, entende-se que energia é a capacidade de realizar trabalho. Existem diversas formas de energia intercambiáveis entre si, ou seja, que podem transformar-se umas nas outras. Apesar disso, quando transformada, a energia pode sofrer degradações em razão da entropia, tornando-se menos útil a cada transformação.

Sobre as formas de energia e suas características, assinale:

1. Energia mecânica.

2. Energia cinética.

3. Energia potencial gravitacional.

4. Energia elétrica.

5. Energia térmica.

6. Energia nuclear.

7. Energia potencial elástica.

( )Todo corpo que se move é dotado dessa energia. Essa forma de energia depende do quadrado da velocidade com que o corpo move-se e é proporcional à sua massa.

( )É definida como a soma da energia cinética com todas as formas de energia potencial de um sistema físico. Quando não há forças dissipativas, a energia é conservada.

( )Todo corpo que tende a retornar ao seu formato original após ter sido deformado apresenta uma quantidade de energia. Essa energia depende do quadrado da deformação do corpo.

( )É o nome popular usado para designar a energia potencial. A atração entre cargas dá origem a ela. Essa energia depende do produto entre as cargas e é inversamente proporcional à distância que as separa.

( )Quando um corpo está posicionado a alguma altura em relação ao solo.

( )É a soma da energia cinética das partículas de um corpo. Essa energia é diretamente relacionada à temperatura absoluta do corpo, medida em kelvin. Além disso, a transferência de energia entre corpos é chamada calor.

( )Tem origem nas forças atrativas que mantêm o núcleo atômico coeso. Quando o núcleo dos átomos é desintegrado, ele emite energia em forma de radiação corpuscular e ondulatória.

A sequência CORRETA é: