Questões de Concurso sobre Trabalho e Energia

Nos Jogos Estudantis do Campus Ipojuca, durante uma partida de voleibol, uma jogadora realiza uma cortada, e a bola segue em trajetória parabólica até ser bloqueada na mesma altura de onde partiu. Nesse movimento, é importante considerar as forças que atuam sobre a bola. A gravidade exerce sua influência durante toda a trajetória, e o ar oferece resistência ao movimento. Assim, o trabalho realizado pela gravidade e o trabalho realizado pela resistência do ar são, respectivamente,

Nesse caso, é correto afirmar que a potência média da máquina é de 3 kW.

Observe o diagrama pressão versus volume (p x V) a seguir, em que está representada uma etapa da transformação de um gás ideal em um sistema termodinâmico:

(Arquivo pessoal; imagem usada com autorização)

O trabalho, em joules, realizado pela força de pressão do gás na transformação do estado S para o estado T é de

Uma esteira transportadora deve operar a uma velocidade de 1,5 m/s quando carregada com uma carga 735 N (incluindo o peso da esteira) e poderá atingir até 2 m/s quando livre de cargas (somente o peso da esteira, igual a 75N). Qual deverá ser a potência fornecida por um motor selecionado para acionar a esteira, considerando que ele tenha um rendimento de 50 %?

Caminhões e tratores, em geral, utilizam motores Diesel, cuja ignição do combustível ocorre devido à compressão de uma mistura de ar e combustível. O ciclo Diesel ideal pode ser representado pelo diagrama pV abaixo, no qual os pontos A, B, C e D correspondem a estados termodinâmicos do gás, e as curvas 1, 2, 3 e 4 representam as transformações gasosas.

Sobre o ciclo Diesel ideal, analise as seguintes assertivas:

I. A temperatura do gás é maior no ponto C.

II. O gás recebe energia na forma de calor durante a transformação 2 e cede calor durante a transformação 4.

III. O gás realiza trabalho durante as transformações 2 e 3.

Quais estão corretas?

Um técnico movimenta uma caixa de 30 kg ao longo de um piso rugoso, puxando-a com uma corda inclinada a 60° acima da horizontal, com uma força de tração $\overrightarrow{T}$ de módulo 120N. A caixa se desloca 5,0m na direção horizontal. Durante esse movimento, atuam sobre a caixa: uma força horizontal de resistência do ar de 20N, e uma força de atrito cinético com o solo de 50N, ambas contrárias ao movimento. Determine o trabalho total realizado sobre a caixa durante o deslocamento.

Os conceitos de trabalho e potência são fundamentais na mecânica para descrever como as forças transferem energia e a taxa com que essa transferência ocorre. A correta aplicação de suas definições é essencial para a análise de sistemas dinâmicos. Acerca desses conceitos, registre V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

(__)O trabalho realizado por uma força (F) constante sobre um corpo que sofre um deslocamento (d) é uma grandeza escalar definida pelo produto escalar entre os vetores força e deslocamento, ou seja, W=Fdcos θ, onde θ é o ângulo entre F e d.

(__)Uma pessoa segurando uma caixa pesada em repouso a uma altura constante do solo realiza um trabalho mecânico significativo sobre a caixa, uma vez que a força aplicada para sustentá-la é grande.

(__)Potência e energia são conceitos sinônimos que descrevem a capacidade de um sistema realizar trabalho, sendo ambas as grandezas medidas em watts (W) no Sistema Internacional.

(__)A potência média desenvolvida por uma força ao realizar um trabalho W durante um intervalo de tempo Δt é dada pela razão Pm=WΔ t, representando a rapidez com que a energia é transferida ou transformada.

Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos itens acima, de cima para baixo:

Para encher um tanque de armazenamento de água elevado, um santuário de vida selvagem instalou um sistema que bombeia água de um lago. O tanque está localizado 12 metros acima do nível da água. A bomba opera usando energia de um pequeno gerador hidrelétrico instalado em um riacho próximo. A saída de energia do gerador depende da vazão do riacho e tem uma média de 40 W em um período de duas horas. Suponha que a aceleração devido à gravidade seja 10 m/s², a densidade da água 1 g/cm³ e a eficiência de transferência de energia do sistema seja 100%. Qual é o volume de água bombeado para o tanque de armazenamento durante esse intervalo de duas horas?

Uma partícula de massa igual a 3,0 kg está sendo acelerada por uma força resultante que faz com que sua posição varie com o tempo de acordo com a função 𝑥(𝑡) = 2𝑡³ − 𝑡² + 𝑡, onde 𝑥(𝑡) está em metros e t em segundos. Determine a potência realizada pela força sobre a partícula no intervalo de tempo entre 𝑡₁ = 0 e 𝑡₂ = 3 segundos.

Em relação aos conceitos envolvendo trabalho e energia, assinale a alternativa correta.

O gráfico a seguir representa o deslocamento de uma partícula sob a ação de uma força resultante de intensidade variável:

O trabalho realizado por essa força sobre a partícula, ao longo do deslocamento de 0 até 6 metros, é igual a

(PMM/URCA 2025) A energia solar que atinge a superfície terrestre sofre processos de reflexão, absorção e difusão. Esse conjunto de fenômenos está diretamente relacionado com qual alternativa?

Um pedreiro, em uma construção civil, eleva, com velocidade constante, um balde com areia, de massa m = 15 kg, até uma altura d = 3 m, utilizando uma roldana e corda. Para realizar esse movimento, sabe-se que ele gastou 10 segundos. O valor da força F que o pedreiro exerceu foi de 150 N para que o balde subisse com velocidade constante. Considerando que o trabalho realizado para tal tarefa foi de 450J e, ainda, que g = 10m/s², qual a potência desenvolvida pelo pedreiro?

No Brasil, os cenários de crescente demanda pelo fornecimento de energia têm pressionado a produção para diversificar as fontes renováveis, podendo ser:

I.Energia geotérmica: energia produzida por meio dos raios solares que, em contato com os painéis fotovoltaicos, são capazes de transformar a luz do sol em uma energia renovável.

II.Energia das marés ou maremotriz: energia gerada a partir da retenção de água na maré alta.

III.Energia hidrelétrica ou hídrica: energia proveniente de um grande volume de água que, em contato com as lâminas de grandes turbinas, aciona um gerador elétrico capaz de transformar os movimentos das turbinas em energia elétrica.

IV.Bioenergia ou também Biomassa: energia produzida por meio de vários resíduos, como o bagaço de cana-de-açúcar, resíduos florestais, resíduos agrícolas e, até mesmo, a casca de arroz.

É correto o que se apresenta em:

Um bloco de pequenas dimensões, de massa igual a 0,25 kg, está se movendo em um trilho vertical, cujo perfil está representado na figura a seguir.

Ele passa pelo ponto A do trecho horizontal do trilho com uma velocidade 𝑉⃗ de módulo igual a 4 m/s e consegue chegar, no máximo, ao ponto B a uma altura de 0,70 m.

Considere g = 10 m/s2 .

O trabalho realizado pelos diversos atritos que se opõem ao movimento do bloco, enquanto ele se desloca de A até B, é igual a

O trabalho de uma força constante realizado num corpo em movimento, é definido numericamente pelo produto entre a intensidade da força aplicada nesse corpo, o valor do deslocamento e o valor do cosseno do ângulo formado entre a força e o deslocamento.

Em fórmula: τ = Fdcosθ

onde F é o módulo da força, d o deslocamento e θ o ângulo entre a força e o deslocamento.

Com base nessas informações, avalie se as afirmativas a seguir são Verdadeiras (V) ou Falsas (F).

( ) O trabalho da força é sempre um valor positivo.

( ) O trabalho da força é uma grandeza adimensional.

( ) O trabalho da resultante centrípeta é nulo.

As afirmativas são, respectivamente,

O uso de polias é uma prática comum para facilitar o transporte de materiais pesados. No exemplo ilustrado a seguir, um operário utiliza um sistema de polia e corda para descer um bloco de 50 kg de uma altura de 3 metros:

(Disponível em: https://fisicaevestibular.com.br/novo/wp-content/uploads/ migracao/polias/o_0ab260d6d4034b45.html/Adaptado)

Considerando a aceleração da gravidade igual a 10,0 m/s² , no exemplo citado, o trabalho realizado pelo operário é igual a

Qual componente é utilizado para converter energia pneumática em movimento linear?

Considere uma partícula puntiforme que se move sob a ação de uma força resultante variável, dada por$F\left(x\right)=C\frac{\sqrt{4-x^2}}{x^2}$ no qual 𝑥 representa a posição da partícula no referencial adotado, 𝑐 = 6 𝑁𝑚 e 𝐹(𝑥) está em Newtons. No instante 𝑡 = 0 𝑠, a posição da partícula é 𝑥 = 0 𝑚. O trabalho realizado pela força resultante, em Joules, sobre a partícula entre as posições 𝑥 = 1 𝑚 e 𝑥 = √3 𝑚 é igual a:

Um bloco de massa m está preso a uma mola de constante elástica k e é puxado para esticar a mola uma distância A a partir da posição de equilíbrio. O bloco é então solto a partir do repouso e, devido a um amortecimento, ele para após algumas oscilações em uma posição de equilíbrio final x_f, (menor que A). Considerando a aceleração da gravidade local como g e desprezando o atrito com o ar, determine o módulo do trabalho realizado pelo amortecimento durante o movimento, em termos de k, A e x_f.