EXERCÍCIOS SOBRE ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA (Física – Ensino Médio – 1º ano)
QUESTÃO 1
(Enem) A tabela a seguir apresenta alguns exemplos de processos, fenômenos ou objetos em que ocorrem transformações de energia. Nessa tabela, aparecem as direções de transformação de energia. Por exemplo, o termopar é um dispositivo onde energia térmica se transforma em energia elétrica.
Dentre os processos indicados na tabela, ocorre conservação de energia:
A) em todos os processos.
B) somente nos processos que envolvem transformações de energia sem dissipação de calor.
C) somente nos processos que envolvem transformações de energia mecânica.
D) somente nos processos que não envolvem energia química.
E) somente nos processos que não envolvem nem energia química nem energia térmica.
QUESTÃO 2
(UFRGS-RS) O resgate de trabalhadores presos em uma mina subterrânea no norte do Chile foi realizado através de uma cápsula introduzida numa perfuração do solo até o local onde se encontravam os mineiros, a uma profundidade da ordem de 600 m. Um motor com potência total aproximadamente igual a 200 kW puxava a cápsula de 250 kg contendo um mineiro de cada vez.
Considere que, para o resgate de um mineiro de 70 kg de massa, a cápsula gastou 10 minutos para completar o percurso e suponha que a aceleração da gravidade local é 9,8 m/s2. Não se computando a potência necessária para compensar as perdas por atrito, a potência efetivamente fornecida pelo motor para içar a cápsula foi de:
A) 686 W.
B) 2 450 W.
C) 3 136 W.
D) 18 816 W.
E) 41 160 W.
QUESTÃO 3
(PUC-MG) Um halterofilista, ao realizar treinamentos, consegue levantar um haltere de 100 kg a uma altura de 2,0 m em 10 s. Após uma semana de treinamentos, ele consegue realizar o mesmo exercício num tempo de 5,0 s. Na segunda semana, a grandeza física que mudou foi:
A) a força de atração da Terra sobre o haltere.
B) a variação de energia potencial do haltere.
C) a potência desenvolvida pelo halterofilista.
D) o trabalho realizado sobre o haltere.
QUESTÃO 4
(Enem) Uma das modalidades presentes nas olímpiadas é o salto com vara. As etapas de um dos saltos de um atleta estão representadas na figura:
Desprezando-se as forças dissipativas (resistência do ar e atrito), para que o salto atinja a maior altura possível, ou seja, o máximo de energia seja conservada, é necessário que:
A) a energia cinética, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial elástica, representada na etapa IV.
B) a energia cinética, representada na etapa II, seja totalmente convertida em energia potencial gravitacional, representada na etapa IV.
C) a energia cinética, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial gravitacional, representada na etapa III.
D) a energia potencial gravitacional, representada na etapa II, seja totalmente convertida em energia potencial elástica, representada na etapa IV.
E) a energia potencial gravitacional, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial elástica, representada na etapa III.
QUESTÃO 5
Consideradas por muitos uma diversão radical, as montanhas-russas constituem um dos grandes atrativos de um parque de diversões. A figura ilustra (sem escala e em cores fantasia) um carrinho de massa 100 kg movimentando-se em uma montanha-russa, em um local onde a aceleração da gravidade pode ser considerada igual a 10 m/s2.
Em relação ao nível de referência, os pontos A, B, C e D, encontram-se, a 5,0 m, 2,0 m, 4,0 m e 1,0 m de altura, respectivamente. No gráfico em forma de barras a seguir são fornecidos os valores da energia potencial e da energia cinética do carrinho, em joules, nos pontos A, B e D.
Podemos afirmar que, no ponto C, a energia potencial, a energia cinética e a velocidade do carrinho valem, respectivamente:
A) 5 800 J; 0 e 0.
B) 3 800 J; 2 000 J e 8,7 m/s.
C) 2 000 J; 3 800 J e 8,7 m/s.
D) 4 000 J; 1 800 J e 6,0 m/s.
E) 1 000 J; 4 800 J e 9,8 m/s.
QUESTÃO 6
(Enem) Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km/h.
Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m2, que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9,0 m2 e rendimento de 30%. Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de
A) 1,0 s.
B) 4,0 s.
C) 10 s.
D) 33 s.
E) 300 s.
QUESTÃO 7
Sobre um objeto de 10 kg em repouso, é realizado um trabalho de 320 J. Determine o módulo da velocidade final desse objeto após a aplicação dessa força e assinale a alternativa correspondente.
A) 10 m/s
B) 2 m/s
C) 4 m/s
D) 8 m/s
E) 15 m/s
QUESTÃO 8
Se o trabalho de uma força resultante sobre um corpo for positivo, podemos dizer que
A) sua energia cinética permanece constante.
B) sua energia potencial aumenta.
C) sua energia cinética aumenta.
D) sua velocidade diminui.
E) sua aceleração diminui.
QUESTÃO 9
Em um movimento circular, a força centrípeta de 50 N forma um ângulo de 90º em relação ao deslocamento de um corpo que se move uma distância de 2,0 m. Assinale a alternativa que apresenta o módulo do trabalho exercido sobre esse corpo.
A) 100 J
B) 0 J
C) 25 J
D) -100 J
E) -25 J
GABARITO
QUESTÃO 1 – A
QUESTÃO 2 – C
QUESTÃO 3 – C
QUESTÃO 4 – C
QUESTÃO 5 – D
QUESTÃO 6 – D
QUESTÃO 7 – D
QUESTÃO 8 – C
QUESTÃO 9 – B
