Trabalho-potc3aancia-e-energia (1)

Lista de exercícios – Trabalho, Energia e Potência – Prof Rodrigo Camargo

1. Uma força constante de 20 N produz, em um corpo, um deslocamento de 0,5 m no mesmo sentido da força. Calcule o trabalho realizado por essa força.

t = f . d

t = 20 . 0,5 T=f.d

t = 10 j f = 20 Nd = 0,5 m

2. Um carrinho é deslocado num plano horizontal sob a ação de uma força horizontal de 50 N.

Sendo 400 J o trabalho realizado por essa força, calcule a distância percorrida.

W = F*d cos (y)

400J = 50N * d * cos 180

400J = 50 * d * (-1)

d = - 400/50 = -8m

3. Sobre um corpo de massa 10 kg, inicialmente em repouso, atua uma força F que faz variar sua velocidade para 28 m/s em 4 segundos. Determine:

a) a aceleração do corpo; 28 = 0 + a.4

28 = 4a

a = 28/4

a = 7 m/s²

Temos que a aceleração do corpo é de 7 m/s².

b) o valor da força F;

F = 10 . 7

F = 70 N

A força F tem módulo de 70 newtons

c) o trabalho realizado pela força F para deslocar o corpo de 6 m.

F = 70 N

d = 6m

T = ?

Aplicando:

T = 70.6

O trabalho realizado pela força F foi de 420 joules. T = 420 j

4. Um carro percorre uma estrada reta e horizontal, em movimento uniforme, com velocidade constante de 20 m/s, sob a ação de uma força de 1800 N exercida pelo motor. Calcule o trabalho realizado pelo motor em 4s.

W = trabalho

F = força

d = distância (deslocamento)

ø = ângulo entre a direção de F e d (no caso vale zero porque é horizontal.)

v = velocidade

Fórmula para calcular o trabalho => W = F. d. cos ø => Trabalho = Força * distância * cos ø

Primeiro calcular a distância => v cte. => mov. uniforme => d = v * t = 20m/s * 4s = 80m

Calcular o trabalho => W = 1800N * 80m * cos 0 = 1800 * 80 * 1 = 144.000 joules.

5. Um corpo de massa 12kg está submetido a diversas forças, cuja resultante F é constante. A velocidade do corpo num ponto M é de 4,0m/s e num outro ponto N é de 7,0m/s. Determine o trabalho realizado pela força Fù no deslocamento de M para N é, em joules, de

W = ΔEc , trabalho = variação de energia cinética

W = Ecf - Eco

W = mv²/2 - mvo²/2

W = (12 x 7²) / 2 - (12 x 4²) / 2

W = 588/2 - 192/2

W = 396/2

W = 198J

6. Com base na figura a seguir, calcule a menor velocidade com que o corpo deve passar pelo ponto A para ser capaz de atingir o ponto B. Despreze o atrito e considere g = 10 m/s2.

Kantes + Uantes = Kdepois + Udepois

K = m . v2

2

U = m . g . h

No ponto B

0 + m . 10 . 13 = m . v2 + 0

2

130 . 2 = v2

v2 = 260

No ponto A

m . 260 + 0 = m . v2 + m . 10 . 8

2 2

260 = v2 + 80 . 2

260 - 160 = v2

v2 = 100

v = 10 m/s

7. Na figura a seguir, tem-se uma mola de massa desprezível e constante elástica 200N/m, comprimida de 20cm entre uma parede e um carrinho de 2,0kg. Quando o carrinho é solto, toda energia mecânica da mola é transferida ao mesmo. Desprezando-se o atrito, pede-se:

a) nas condições indicadas na figura, o valor da força que a mola exerce na parede.

b) a velocidade com que o carrinho se desloca, quando se desprende da mola.

a) A fórmula da Força Elástica é Fel = k . x

Temos que:

k = 200 N/m

x = 20 cm = 0,2m (sempre a deformação tem que estar em metros)

Aplicando:

Fel = k . x

Fel = 200 . 0,2

Fel = 40 Newtons

A força elástica que a mola exerce sobre a parede é de 40 Newtons.

b)Eel = Ec

A fórmula da energia potêncial elástica é kx²/2 e a da energia cinética é mv²/2, então substitua:

kx²/2 = mv²/2

Dados:

k = 200 N/m

x = 0,2 m

m = 2 kg