Questões de Concurso sobre Trabalho e Energia

Qual das seguintes opções envolve o uso de matéria orgânica, como resíduos de plantas, resíduos agrícolas, resíduos de alimentos e até resíduos animais, para gerar energia?

Considerando-se a aceleração da gravidade igual a 9,8 m/s² , é correto concluir que o trabalho realizado na transferência do contêiner entre a plataforma e o navio, separados por uma altura de 20 m, é superior a 200 kJ.

Umas das vantagens dos carros elétricos, sobre os que utilizam motores a combustão, é a possibilidade de “restituir” parte da energia utilizada para colocar o carro em movimento, recarregando as baterias no momento da frenagem através dos freios regenerativos. Isso é possível porque os motores elétricos podem funcionar como geradores elétricos durante a frenagem, os quais convertem parte da energia cinética em energia elétrica nesse processo.

Um carro elétrico com massa total de 1400 kg movimenta-se em um trecho retilíneo e plano de uma estrada, com velocidade constante de 90 km/h. Em um certo instante utiliza-se os freios regenerativos até atingir 18 km/h em 8 segundos e a partir dessa velocidade os freios mecânicos são acionados até parar totalmente o veículo.

Nessas condições, considerando todo o sistema ideal, qual a potência “restituída”, em kW, às baterias durante o tempo que o freio regenerativo permaneceu acionado?

A energia relacionada à massa m de um objeto é chamada de energia de repouso E₀ e é obtida a partir da famosa equação E₀ = m.c², onde c é a velocidade da luz no vácuo. Assim, suponha que a energia associada a um grão de feijão de massa m = 0,2 g seja usada para movimentar um carro. Sabendo que este carro percorre 15 km a cada litro de combustível usado e que cada litro de combustível pode fornecer uma energia equivalente a 4.10⁸ J, é correto AFIRMAR que, usando a energia proveniente do grão de feijão, o carro pode trafegar por até:

(Dado: use c = 3.10⁸ m/s.)

Uma nave espacial, de massa m, é lançada da superfície da Terra, de massa M, a uma distância R do centro da Terra equivalente ao raio superficial do nosso planeta. A força propulsora leva a nave até uma distância de vinte vezes R medida desse centro, onde deixa de agir, colocando a nave em órbita estável. Considerando G a constante de gravitação universal, e invariável a massa da nave durante todo o percurso, o trabalho realizado pela força propulsora nesse deslocamento deve ser dado por

Uma partícula de massa igual a 4,0 kg encontra-se submetida à ação de uma única força que faz com que sua posição varie com o tempo de acordo com a função 𝑥(𝑡) = 3𝑡³ − 2𝑡² + 𝑡 + 1, com 𝑥 dado em metros e 𝑡 em segundos. O trabalho realizado por esta força sobre o objeto entre os instantes 𝑡₁ = 0 e 𝑡₁ = 4 s vale, em Joules:

Em uma demonstração na sala de aula, o professor utilizou um pêndulo com duas esferas, 1 e 2. A esfera 1 foi posicionada em diferentes alturas e liberada, de forma a se chocar com a esfera 2.

Os alunos verificaram que, ao ser liberada da posição A e se chocar com a esfera 2 que estava estacionária, a esfera 1 ficou parada e a esfera 2 se deslocou até determinada altura. Ao repetir o movimento, liberando a esfera 1 a partir da posição B, a esfera 2 se deslocou até uma altura menor.

O professor solicitou aos alunos que propusessem hipóteses sobre esse resultado. A explicação considerada a melhor hipótese foi a que relacionou o observado na demonstração a

Observe a figura a seguir, que representa um hemisfério.

Considere que um objeto de tamanho desprezível e massa m = 200 g é liberado do repouso na superfície interna desse hemisfério a partir de uma altura H = 2,0 m. O hemisfério possui atrito, cujo trabalho total até o corpo atingir a altura h é de 1,0 N.m. Nessa situação, a altura h, em metros, atingida pelo objeto é de

Uma força F puxa um corpo de massa 10 kg fazendo um ângulo de 45° com a horizontal. O corpo se move com uma velocidade constante em uma superfície de coeficiente de atrito igual a 0,5. Calcule, aproximadamente, o módulo do trabalho realizado pela força para mover o corpo por uma distância de 5 m. Se preciso, utilize g = 10m/s².

O trabalho realizado entre as posições inicial e final foi superior a 180 J.

Um atleta de salto com vara, realiza uma corrida e utiliza de uma vara para ultrapassar uma altura que está delimitada por um "sarrafo". A partir do momento em que o atleta é projetado pela vara e perde contato com a mesma no ponto mais alto de sua trajetória, é possível afirmar que a(s) energia(s) associada(s) ao corpo do atleta é (são):

Ao incidir radiação eletromagnética numa amostra de um material obteve-se um gráfico experimental da energia cinética máxima dos fotoelétrons em função da frequência da radiação, que pode ser visualizado a seguir.

Qual é o valor aproximado, em eV, da função trabalho para a amostra? (Dado: 1,0 e V = 1,6 x 10^-19 J)

Um halterofilista, ao manter o haltere a uma altura constante em relação ao chão, não realiza trabalho sobre o haltere.

Apesar de se tratar de tecnologias desenvolvidas já há algum tempo, as diversas opções de produção de energia renovável vêm se popularizando nos últimos tempos, principalmente a solar, que já pode ser encontrada em inúmeras residências por todo o Brasil, no sistema de placas solares que captam a radiação solar que é transformada em energia elétrica. Esse tipo de energia solar é chamado de:

Em mares, rios e lagos, são muito comuns incidentes que necessitam do trabalho de socorro dos bombeiros. Durante um resgate, um bombeiro de massa m está em um barco inicialmente parado. Ele salta da embarcação para a esquerda e imediatamente após o salto observa-se que o barco, de massa M, está se movendo para a direita com velocidade v. Considerando a Física, quanto trabalho esse bombeiro realizou durante o salto (tanto sobre seu próprio corpo quanto sobre o barco)?

[Obs.: despreze toda e qualquer forma de atrito presente].

O trabalho realizado pelo martelo para deslocar o prego de uma distância $d$ é igual a $\frac{1}{2}$ ${\overrightarrow{F}}_1$ $\cdot$ $\overrightarrow{d}$.

“Células solares que mimetizam o funcionamento do sistema de fotossíntese das plantas têm sido estudadas e desenvolvidas por pesquisadores brasileiros e estrangeiros, com resultados que prometem uma nova geração de matérias-primas de baixo custo, em comparação com o silício usado na conversão da luz do sol em eletricidade. As novas células solares sensibilizadas por corantes, também chamadas de DSC, sigla para dye-sensitized solar cells, têm se mostrado uma alternativa promissora para produção de energia elétrica em todo o mundo.

ERENO, D. Fotossíntese artificial. Revista FAPESP, ed. 156, pp. 70-73, 2009. Disponível em: <https://revistapesquisa.fapesp.br/fotossintese-artificial/>. Acessado em: 9 de fev 2022

Considerando as informações apresentadas no texto, avalie as afirmações a seguir:

I- O processo de conversão de energia utilizado pela DSC é o sistema heliotérmico.

II- A fonte de energia utilizada pelas DSCs pode ser aproveitada de forma fotovoltaica ou térmica, gerando energia elétrica e térmica, respectivamente.

III- As DSCs podem ser mais promissoras do que a forma de conversão direta da radiação solar em energia elétrica dos painéis fotovoltaicos atuais, uma vez que, entre as suas desvantagens, para ser fabricado, um painel solar consome uma quantidade de energia que, por vezes, pode ser maior do que a própria energia gerada por ele.

É CORRETO o que se afirma em:

O trabalho é realizado por uma força constante que sempre incorre em um movimento. Sobre essa grande escalar quando a força tiver a mesma direção do deslocamento, julgue as alternativas a seguir e marque a opção CORRETA.

A madeira é uma fonte de energia de baixo custo e fácil obtenção usada como combustível para alimentar caldeiras na geração de energia elétrica em termelétricas no Brasil. A queima da madeira aquece a água que, ao atingir o estado gasoso, passa por uma turbina convertendo parte da energia cinética em energia elétrica. Sabendo-se que o poder calorífico de uma remessa de madeira é de 3.000 kcal/kg, qual deve ser a quantidade de madeira necessária para transformar em vapor uma massa de 30 kg de água a uma pressão de 1 atm, inicialmente a 30 °C?

A utilização de alavancas e polias permite criar máquinas capazes de multiplicar a energia.