Listas Prof. Marcelo Sandrini de Física 1 da UTFPR - Lista 4
Uma máquina transporta um pacote de de uma posição inicial em até uma posição final em . A força constante aplicada pela máquina ao pacote é . Para esse deslocamento, determine o trabalho realizado pela força da máquina sobre o pacote e a potência média dessa força.
Ver solução completaUm bloco de gelo escorrega para baixo em uma rampa sem atrito com inclinação de enquanto um operário o puxa (através de uma corda) com uma força paralela à rampa. Quando o bloco desliza uma distância ao longo da rampa, sua energia cinética aumenta de . Quão maior seria a energia cinética se o bloco não estivesse sendo puxado pela corda?
Ver solução completaEm uma corrida, um pai tem metade da energia cinética do filho, que tem metade da massa do pai. Aumentando sua velocidade em , o pai passa a ter a mesma energia cinética do filho. Quais são as velocidade escalares iniciais do pai e do filho?
Ver solução completaUma moeda desliza sobre um plano sem atrito em um sistema de coordenadas , da origem até o ponto de coordenadas , sob o efeito de uma força constante. A força tem um módulo de e faz um ângulo de no sentido anti-horário com o semi-eixo positivo. Qual é o trabalho realizado pela força sobre a moeda durante esse deslocamento?
Ver solução completaUm bloco de massa é deixado cair sobre uma mola vertical, inicialmente relaxada, de constante elástica . O bloco passa a ficar preso à mola, comprimindo-a até para momentaneamente. Nesta compressão: qual é o trabalho realizado pela força gravitacional que age sobre ele? qual é o trabalho realizado pela força da mola?; qual é a velocidade do bloco imediatamente antes dele atingir a mola?; se a velocidade no momento do impacto com a mola for duplicada, qual será a compressão máxima desta?

Um trenó e seu ocupante, com uma massa total de descem uma encosta e atingem um trecho horizontal retilíneo com uma velocidade inicial de . Se uma força desacelera o trenó até o repouso a uma taxa constante de , qual é o módulo da força. que distância o trenó percorre até parar e que trabalho é realizada pela força sobre o trenó? Quais são os valores de , e se a taxa de desaceleração fosse de ?
Ver solução completaEm um certo instante, um objeto que se comporta como uma partícula sofre a ação de uma força quando sua velocidade é . Qual é a taxa instantânea com a qual a força realiza trabalho sobre o objeto? Em outro instante, a velocidade tem apenas a componente . Se a força não muda e a potência instantânea é , qual é a velocidade do objeto nesse instante?
Ver solução completaUma força age sobre uma partícula enquanto a partícula se desloca ao longo de um eixo com em newtons, em metros e uma constante. Em , a energia cinética da partícula é , em , é . Determine o valor de .
Ver solução completaNa Fig. 2 um pequeno bloco de massa pode deslizar em uma pista sem atrito que forma um loop de raio . O bloco é liberado a partir do repouso no ponto , a uma altura acima do ponto mais baixo do loop. Qual é o trabalho realizado sobre o bloco pela força gravitacional enquanto o bloco se desloca do ponto para o ponto e o ponto mais alto do loop? Se a energia potencial gravitacional do sistema bloco-Terra for tomada como nula na base do loop. quanto valerá essa energia potencial quando o bloco estiver no ponto , no ponto e no topo do loop? Se, em vez de ser simplesmente liberado, o bloco recebe uma velocidade inicial dirigida para baixo ao longo da pista, as respostas dos itens de até aumentam, diminuem ou permanecem as mesmas?

Um bloco de massa se move em uma linha reta sobre uma superfície horizontal sem atrito sob a influência de uma força que varia com a posição, como mostra a Fig. 1. A escala vertical do gráfico é definida por . Qual é o trabalho realizado pela força enquanto o bloco se desloca da origem até ?

Uma corrente é mantida sobre uma mesa sem atrito com um quarto do comprimento pendurado fora da mesa. Se a corrente tem um comprimento e massa , qual é o trabalho necessário para puxar a parte pendura de volta para cima da mesa?
Ver solução completaUma bola de neve de é lançada de um penhasco de de altura. A velocidade inicial da bola de neve é de , acima da horizontal. Qual é o trabalho realizado sobre a bola de neve pela força gravitacional durante o percurso até um terreno plano, abaixo do penhasco? Qual é a variação da energia potencial do sistema bola-de-neve Terra durante o percurso? Se a energia potencial gravitacional é tomada como sendo nula na altura do penhasco, qual é o seu valor quando a bola de neve chega ao solo?
Ver solução completaUm esquiador de parte do repouso a uma altura acima da extremidade de uma rampa para saltos de esqui (Fig. 3), e deixa a rampa fazendo um ângulo de com a horizontal. Despreza os efeitos da resistência do ar e suponha que a rampa não tem atrito. Qual é a altura máxima do salto em relação a extremidade da rampa? Se o esquiador aumentasse o próprio peso colocando uma mochila nas costas, seria maior, menor ou igual?

Um objeto de sofre a ação de uma força conservativa dada por , com em newtons e em metros. Tome a energia potencial associada a essa força como sendo nula quando o objeto está em . Qual é a energia potencial associada a essa força quando o objeto está em ? se o objeto possui uma velocidade de no sentido negativo do eixo quando está em , qual é a sua velocidade ao passar pela origem? Quais são as respostas dos itens e se a energia potencial do sistema é tomada como sendo quando objeto está em ?
Ver solução completaA corda da , e comprimento , possui uma bola presa em uma das extremidades e está fixa na outra extremidade. A distância da extremidade fixa a um pino no ponto é de . A bola, inicialmente em repouso, é liberada com o fio na posição horizontal, como mostra a figura, e percorre a trajetória indicada pelo arco tracejado. Qual é a velocidade da bola ao atingir o ponto mais baixo da trajetória e o ponto mais alto depois que a corda encosta no pino?

Uma criança que pesa desce em um escorrega de que faz um ângulo de com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre o escorrega e a criança é de . Qual é a energia transformada em energia térmica? Se a criança começa a descida no alto do escorrega com uma velocidade de , qual é sua velocidade ao chegar ao chão?
Ver solução completaDurante uma avalanche, uma pedra de desliza a partir do repouso, descendo a encosta de uma montanha que tem de comprimento e de altura. O coeficiente de atrito cinético entre a pedra e a encosta é . Se a energia potencial gravitacional do sistema rocha-Terra é nula na base da montanha, qual é o valor de imediatamente antes de começar a avalanche? Qual é a energia transformada em energia térmica durante a avalanche? Qual é a energia cinética da pedra ao chegar à base da montanha? Qual é a velocidade da pedra nesse instante?
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