Lista de Exercícios Resolvidos de Trabalho Realizado Pela Força Gravitacional
Uma caixa de é levantada de uma altura de , a partir do repouso, por uma força aplicada vertical de . Encontre o trabalho realizado sobre a caixa pela gravidade
Ver solução completaUm dos mais potentes guindastes do mundo está em operação na Suiça. Ele pode, lentamente, elevar uma carga de até uma altura de . Qual é o trabalho realizado pelo guinsdaste durante esta tarefa?
Ver solução completaUm pequeno cubo de gelo desliza, sem atrito, ao longo de um trilho em laço, como mostrado na figura. A partir do ponto mais baixo da trajetória, o trilho tem a forma de um arco de circunferência de raio . O cubo de gelo parte de um ponto que se situa a uma altura igual a acima da parte mais baixa do trilho.
a) Faça o diagrama das forças para o cubo de gelo quando este se encontra nos pontos e .
b) Qual é a velocidade (módulo, direção e sentido) do cubo de gelo quando este atinge a parte mais alta do arco de circunferência (ponto )?
c) Qual é a força normal (módulo, direção e sentido) exercida sobre o cubo de gelo no ponto ?
d) Qual é o trabalho realizado pela força peso do ponto mais baixo da trajetória (ponto ) até a parte mais alta do arco da circunferência (ponto )?
Ver solução completa[Enunciado comum às Questões 1 e 2]
Um bloco de massa pode deslizar em uma trilha sem atrito que forma um laço circular de raio . O bloco é liberado a partir do repouso do ponto a uma altura acima do ponto mais baixo do laço. Sejam o ponto indicado na figura e o ponto mais alto do laço. Defina como o trabalho da força gravitacional para um deslocamento partindo do ponto até o ponto . Considere a energia potencial gravitacional do bloco em relação a Terra e admita que ela é zero no ponto mais baixo do laço.
[Questão 1]
Considere as seguintes assertivas:
.
.
.
É correto apenas o que se afirma em:
(a)
(b)
(c)
(d) e
(e) e
(f) e
(g) Todas
(h) Nenhuma
Ver solução completaAbandonam-se, simultaneamente, dois blocos de massas e , onde , de uma mesma altura . O bloco mais leve cai verticalmente e o bloco mais pesado desce pela superfície sem atrito de um plano inclinado de com a horizontal, conforme a figura. Desprezando-se todas as formas de dissipação é correto afirmar que:
(a) Os dois blocos chegam ao mesmo tempo ao solo e com a mesma rapidez
(b) O bloco mais leve chega antes do bloco mais pesado e com maior rapidez que este
(c) O bloco mais leve e o mais pesado chegam ao solo com a mesma energia cinética
(d) O bloco mais leve chega ao solo antes do bloco mais pesado, mas ambos chegam ao solo com a mesma rapidez.
(e) O trabalho realizado pela força peso sobre os dois blocos é o mesmo.
Uma partícula se move sobre uma calha horizontal lisa. A calha horizontal transforma-se, suavemente, a partir do ponto , em uma calha semicircular de raio , tal como indicado na figura. A partícula deixa a calha semicircular no ponto , que se encontra exatamente acima do ponto , com velocidade horizontal.
Sobre o trabalho realizado pela força peso que atua na partícula no trajeto entre os pontos e é correto afirmar que:
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
Ver solução completaA figura mostra um pedaço de de queijo que desliza por um trilho sem atrito do ponto ao ponto, separados por uma distância vertical de . O queijo percorre uma distância total de ao longo do trilho. Qual é o trabalho realizado sobre o queijo pela força gravitacional durante o deslocamento de até (considere ).
(a)
(b)
(c)
(d)
(e) Não é possível calcular o trabalho realizado pela força gravitacional sem conhecer a curva que representa a trajetória seguida pelo queijo entre e .
Ver solução completaSupino reto é um tipo de exercício comum em academias no qual o indivíduo permanece deitado de costas e levanta uma barra de massa M desde o seu tronco até a altura h, correspondente ao comprimento dos braços e antebraços. O movimento de levantar e abaixar a barra é repetido várias vezes. No levantamento da barra, o indivíduo deve aplicar uma força, em módulo, ligeiramente maior que a força peso da barra. Para abaixar a barra, a força aplicada é, em módulo, ligeiramente menor que a força peso da barra. Considere duas modalidades de treino no supino reto a seguir:
I. dobrar a massa (2M) e realizar apenas 10 repetições
II. manter a massa M e realizar 20 repetições
Marque a afirmação CORRETA a respeito do trabalho total realizado após as repetições
a) o trabalho realizado pela força gravitacional na modalidade I é 2 vezes maior que o da modalidade II
b) o trabalho realizado pela força gravitacional na modalidade II é 2 vezes maior que o da modalidade I
c) o trabalho realizado pelo indivíduo é maior na modalidade I do que na modalidade II
d) o trabalho realizado pelo indivíduo é maior na modalidade II do que na modalidade I
e) o trabalho realizado pelo indivíduo é praticamente nulo tanto na modalidade I como na modalidade II
Ver solução completaA figura mostra um cubo de gelo de 2,0kg que desliza por um trilho sem atrito do ponto a ao ponto b. O cubo de gelo percorre uma distância total de 2,0m ao longo do trilho e uma distância vertical de 0,80m. Qual é o trabalho realizado sobre o cubo de gelo pela força gravitacional durante o deslocamento? (considere )
a) 12J
b) 16J
c) 30J
d) 45J
e) 50J
Ver solução completaUma escada rolante é usada para mover 20 pessoas por minuto, cada uma com 60 kg, do primeiro andar de uma loja para o segundo andar que fica 5,0 m acima do primeiro. A potência requerida é aproximadamente: (Considere
a) 6,0xW
b) 2,0xW
c) 1,0xW
d) 2,0xW
e) 1,0xW
Ver solução completaUma partícula de massa move-se sobre uma calha horizontal lisa. A calha horizontal transforma-se,
suavemente, a partir do ponto , em uma calha semicircular de raio , tal como indicado na figura.
A partícula deixa a calha semicircular no ponto , que se encontra exatamente acima do ponto , com velocidade horizontal . Em relação ao trabalho realizado pela força gravitacional que atua sobre a partícula no trajeto entre os pontos A e B, é CORRETO afirmar que
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Ver solução completaUm bloco de massa e dimensões desprezíveis é solto do repouso de uma altura , e desliza em contato com uma superfície de atrito desprezível, como mostra a figura. O deslocamento do bloco e o trabalho realizado pela mola desde o instante de contato entre a mola e o bloco até o instante de máxima compressão da mola são, respectivamente,
(a) e ;
(b) e ;
(c) e ;
(d) e ;
(e) Nenhuma das respostas anteriores é correta.
Um corpo de massa é suspenso por um fio ideal, mantido esticado, de comprimento , que está preso ao teto. Se o corpo é abandonado a partir de um ponto em que o fio faz um ângulo com a vertical, os trabalhos realizados pelo peso do corpo, , e pela tensão no fio, , entre o ponto inicial e o ponto em que se encontra na posição vertical valem, respectivamente:
Um pêndulo, enquanto oscila, é atuado por três forças: gravidade, tração e atrito com o ar. O trabalho feito por estas forças (nesta ordem) é:
(A) positivo; nulo; negativo.
(B) negativo/positivo; nulo; negativo.
(C) positivo; nulo; negativo.
(D) negativo/positivo; positivo; nulo.
(E) positivo/negativo; positivo; negativo
Ver solução completaCerta mola, que obedece a lei de Hooke, é esticada por uma agente externo. O trabalho realizado para esticar a mola de é igual a . O trabalho adicional que tem que ser feito para estica-la por mais é igual a :
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