FÍSICA I

Universidade Federal do Piauí

Departamento de Física

Universidade Aberta do Piauí

Licenciatura em Matemática

Professor da disciplina: Prof. Dr. Heurison S. Silva

3ª lista de exercícios de Física I-M – Trabalho e energia

1) O sistema de duas latas de tinta ligadas por uma corda leve é libertado quando a lata de 12,0

kg está a 2,0 m acima do solo (Figura). Use o princípio da conservação da energia para achar a

velocidade dessa lata quando ela atinge o solo. Despreze o atrito e a inércia da polia.

2) A tabela seguinte mostra os dados de uma simulação feita com um computador para o

arremesso de uma bola de beisebol de massa igual a 0,145 kg, considerando a resistência do ar:

a) Calcule o trabalho aproximado, realizado pela força peso e a força de atrito na subida da bola

de beisebol.

b) Calcule o trabalho aproximado realizado pela força peso e a força de atrito na descida da bola

de beisebol.

c) A energia mecânica é conservada no movimento da bola de subida? E no movimento de

descida? Justifique sua resposta.

3) Um bloco de gelo de 0,150 kg é colocado contra uma mola horizontal comprimida no alto de

uma mesa de altura 1,20 m acima do solo. A mola está inicialmente comprimida 0,045 m e a

constante da mola é igual a 1900 N/m. A massa da mola é desprezível. A mola é liberada, e o bloco

desliza sobre a mesa, se projeta para o ar e cai no solo. Considerando desprezível o atrito entre a

mesa e o bloco, qual é a velocidade do bloco de gelo quando ele atinge o solo?

4) Um trenó com massa igual a 8,0 kg se move em linha reta sobre uma superfície horizontal

sem atrito. Em um ponto de sua trajetória, sua velocidade possui módulo igual a 4,0 m/s; depois de

percorrer mais 2,5 m além deste ponto, sua velocidade possui módulo igual a 6,0 m/s. Use o teorema

do trabalho-energia para achar a força que atua sobre o trenó, supondo que essa força seja constante e

que ela atue no sentido do movimento do trenó.

5) Uma menina aplica uma força F paralela ao eixo Ox sobre um trenó de 10,0 kg que está se

deslocando sobre a superfície congelada de um lago pequeno. À medida que ela controla a

velocidade do trenó, o componente x da força que ela aplica varia com a coordenada x do modo

indicado na Figura. Calcule o trabalho realizado pela força F quando o trenó se desloca a) de x = 0 a

x = 8,0 m; b) de x = 8,0 m a x = 12 m; c) de x = 0 a x = 12 m. Marque a alternativa correta

respectivamente.

a) 40 J; 20J; 60J

b) 42 J; 24 J; 65 J

c) 45 J; 25 J; 70J

d) 50 J; 30J; 60J

6) O martelo de um bate-estaca pesa 3800 N e deve ser elevado verticalmente 2,80 m com

velocidade constante durante um intervalo de 4,0 s. Qual é a potência em watts que o motor deve

fornecer ao martelo?

7) Um bloco de 263 g é jogado sobre uma mola vertical com uma constante elástica k = 2,52

N/cm (Figura). O bloco adere à mola que se comprime 11,8 cm antes de ficar momentaneamente em

repouso.