Listas de Estudos pra Prova - Halliday Vol 1 - 8°ed de Física 1 da UTFPR - Energia Cinética e Trabalho

(Cap 7 – Ex 2) Se um foguete Saturno V e uma espaçonave Apolo acoplada ao foguete tinham uma massa total de , qual era a energia cinética quando atingiram uma velocidade de ?

(Cap 7 – Ex 3) Um próton (massa ) está sendo acelerado em linha reta a em um acelerador de partículas. Se o próton tem uma velocidade inicial de e se desloca , determine (a) a velocidade e (b) o aumento da energia cinética do próton.

(Cap 7 – Ex 10) Um bloco de gelo flutuante é colhido por uma correnteza que aplica ao bloco uma força , fazendo com que o bloco sofra um deslocamento . Qual é o trabalho realizado pela força sobre o bloco durante o deslocamento?

(Capítulo 7.6 – Exercício 19) Uma corda é usada para baixar verticalmente um bloco de massa , inicialmente em repouso, com uma aceleração constante para baixo de . Após o bloco descer uma distância , determine (a) o trabalho realizado pela força da corda sobre o bloco, (b) o trabalho realizado pela força gravitacional sobre o bloco, (c) a energia cinética do bloco; (d) a velocidade do bloco.

(Capítulo 7.8 – Exercício 34) Um bloco de 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. 7-38. A escala vertical do gráfico é definida por . Qual é o trabalho realizado pela força quando o bloco se desloca da origem até ?

(Capítulo 7.5 – Exercício 15) Uma força de e orientação fixa realiza trabalho sobre uma partícula que sofre um deslocamento . Qual é o ângulo entre a força e o deslocamento se a variação da energia cinética da partícula é

(a) e (b)?

(Capítulo 7.5 – Exercício 12) Um objeto de está se movendo no sentido positivo de um eixo . Quando passa pelo ponto , uma força constante dirigida ao longo do eixo passa a atuar sobre ele. A Fig. 7-28 mostra a energia cinética em função da posição quando o objeto se desloca de a ; . A força continua a agir. Qual é a velocidade do objeto no instante em que passa pelo ponto ?

(Capítulo 7.7 – Exercício 29) A única força que age sobre um corpo de enquanto se move no semieixo positivo de um eixo x tem uma componente, com x em metros. A velocidade do corpo em é 8. (a) Qual é a velocidade do corpo em ? (b) Para que valor positivo de x o corpo tem uma velocidade de ?

(Capítulo 7.6 – Exercício 25) Na Fig. 7-33, um pedaço de queijo de repousa no chão de um elevador de que é puxado para cima por um cabo, primeiro por uma distância m e depois por uma distância . (a) No deslocamento , se a força normal exercida sobre o bloco pelo piso do elevador tem um módulo constante qual é o trabalho realizado pela força do cabo sobre o elevador? (b) No deslocamento , se o trabalho realizado sobre o elevador pela força (constante) do cabo é , qual é o módulo de ?

(Capítulo 7.5 – Exercício 13) A Fig. 7-27 mostra três forças aplicadas a um baú que se desloca para a esquerda sobre um piso sem atrito. Os módulos das forças são , e ; o ângulo indicado é . No deslocamento, (a) qual é o trabalho total realizado sobre o baú pelas três forças e (b) a energia cinética do baú aumenta ou diminui?

(Cap 7 – Ex 5) Em uma corrida, um pai tem metade da energia cinética do filho, que tem metade da massa do pai. Aumentando a velocidade em , o pai passa a ter a mesma energia cinética do filho. Qual é a velocidade escalar inicial (a) do pai e (b) do filho?

(Capítulo 7.7 – Exercício 27) Uma mola e um bloco são montados como na Fig. 7-9. Quando o bloco é puxado para o ponto , devemos aplicar uma força de para mantê-lo nessa posição. Puxamos o bloco para o ponto e o liberamos. Qual é o trabalho realizado pela mola sobre o bloco quando este se desloca de para (a) , (b) , (c) e (d) ?

(Capítulo 7.5 – Exercício 16) A Fig. 7-26 mostra uma vista superior de três forças horizontais atuando sobre uma caixa que estava inicialmente em repouso e passou a se mover sobre um piso sem atrito. Os módulos das forças são , , e e os ângulos indicados são e . Qual é o trabalho total realizado sobre a caixa pelas três forças nos primeiros de deslocamento?

(Capítulo 7.8 – Exercício 37) A Fig. 7-39 mostra a aceleração de uma partícula de sob a ação de uma força que desloca a partícula ao longo de um eixo , a partir do repouso, de a . A escala vertical do gráfico é definida por . Qual é o trabalho realizado pela força sobre a partícula até a partícula atingir o ponto (a) , (b) e (c) ? Quais são o módulo e o sentido da velocidade da partícula quando ela atinge o ponto (d) , (e) e (f) ?

(Capítulo 7.6 – Exercício 17) Um helicóptero levanta verticalmente, por meio de um cabo, uma astronauta de até uma altura acima da superfície do oceano. A aceleração da astronauta é . Qual é o trabalho realizado sobre a astronauta (a) pela força do helicóptero e (b) pela força gravitacional? Imediatamente antes de a astronauta chegar ao helicóptero, quais são (c) sua energia cinética e (d) sua velocidade?

(Capítulo 7.6 – Exercício 20) Na Fig. 7-32, uma força horizontal de módulo é aplicada a um livro de psicologia de enquanto o livro escorrega por uma distância ao longo de uma rampa de inclinação , subindo sem atrito . (a) Neste deslocamento, qual é o trabalho total realizado sobre o livro por , pela força gravitacional e pela força normal? (b) Se o livro tem energia cinética nula no início do deslocamento, qual é sua energia cinética final?

(Capítulo 7.6 – Exercício 23) Na Fig. 7-29, um bloco de gelo escorrega para baixo em uma rampa sem atrito com uma inclinação enquanto um operário puxa o bloco (através de uma corda) com uma força, que tem um módulo de e aponta para cima ao longo da rampa. Quando o bloco desliza uma distância ao longo da rampa, sua energia cinética aumenta . Quão maior seria a energia cinética se o bloco não estivesse sendo puxado por uma corda?

(Cap 7 – Ex 7) A única força que age sobre uma lata de que está se movendo em um plano tem um módulo de . Inicialmente, a lata tem uma velocidade de no sentido positivo do eixo ; em um instante posterior, a velocidade passa a ser no sentido positivo do eixo . Qual é o trabalho realizado sobre a lata pela força de nesse intervalo de tempo?

(Cap 7 – Ex 11) Um trenó e seu ocupante, com uma massa total de , descem uma encosta e atingem um trecho horizontal retilíneo com uma velocidade de . Se uma força desacelera o trenó até o repouso a uma taxa constante de , determine (a) o módulo da força, (b) a distância que o trenó percorre até parar e ( c) o trabalho realizado pela força sobre o trenó. Quais são os valores de (d) , (e) e (f) , se a taxa de desaceleração é ?

(Cap 7 – Ex 6) Uma conta com uma massa de está se movendo no sentido positivo do eixo . A partir do instante , no qual a conta está passando pela posição com uma velocidade de , uma força constante passa a agir sobre a conta. A Fig. 7-22 mostra a posição da conta nos instantes , , e . A conta para momentaneamente em . Qual é a energia cinética da conta em ?

(Capítulo 7.9 – Exercício 44) Um elevador carregado tem uma massa de e sobe em , com velocidade constante. Qual é a taxa média com a qual a força do cabo do elevador realiza trabalho sobre o elevador?

(Capítulo 7 – Problemas Adicionais – Exercício 55) Qual é o trabalho realizado por uma força , com em metros, ao deslocar uma partícula de uma posição para uma posição ?

(Capítulo 7 – Problemas Adicionais - Exercício 56) Para puxar um engradado de sobre um piso horizontal sem atrito, um operário aplica uma força de que faz um ângulo de para cima com a horizontal. Em um deslocamento de , qual é o trabalho realizado sobre o engradado (a) pela força do operário, (b) pela força gravitacional e (c) pela força normal do piso? (d) Qual é o trabalho total realizado sobre o engradado?

(Capítulo 7.8 – Exercício 42) A Fig. 7-40 mostra uma corda presa a um carrinho que pode deslizar sobre um trilho horizontal sem atrito ao longo de um eixo . A extremidade esquerda da corda é puxada através de uma polia de massa e atrito desprezíveis a uma altura em relação ao ponto onde está presa no carrinho, fazendo o carrinho deslizar de até . Durante o deslocamento, a tensão da corda se mantém constante e igual a . Qual é a variação da energia cinética do carrinho durante o deslocamento?

(Capítulo 7.9 – Exercício 51) Uma força age sobre um objeto de que se move de uma posição inicial para uma posição final em . Determine (a) o trabalho realizado pela força sobre o objeto no intervalo de , (b) a potência média desenvolvida pela força nesse intervalo e (c) o ângulo entre os vetores e .

(Capítulo 7.8 – Exercício 41) Uma força , onde está em newtons, em metros e e é uma constante, age sobre uma partícula que se desloca ao longo de um eixo . Em , a energia cinética da partícula é ; em , é . Determine o valor de .

(Capítulo 7.9 – Exercício 48)

(a) Em 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?

(b) 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?

(Capítulo 7 – Problemas Adicionais – Exercício 54) Um bloco de é deixado cair em uma mola vertical, inicialmente relaxada, cuja constante elástica é (Fig. 7-44). O bloco fica acoplado à mola, comprimindo-a em até parar momentaneamente. Nessa compressão, que trabalho é realizado sobre o bloco (a) pela força gravitacional e (b) pela força elástica? (c) Qual é a velocidade do bloco imediatamente antes de se chocar com a mola? (d) Se a velocidade no momento do impacto é duplicada, qual é a compressão máxima da mola?

(Capítulo 7 – Problemas Adicionais - Exercício 63) Um cavalo puxa uma carroça com uma força de que faz um ângulo de para cima com a horizontal e se move com uma velocidade de . (a) Que trabalho a força realiza em ? (b) Qual é a potência média desenvolvida pela força em horse-power?