Questões de Concurso Sobre energia mecânica e sua conservação em física

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Q4093178 Física
Você está avaliando um sistema de abastecimento hidráulico composto por dois reservatórios abertos de grandes dimensões, identificados como X e Y, interligados por tubulações rígidas, e operando em regime permanente. O reservatório X, localizado à esquerda, está 2m acima da linha de sucção da bomba e alimenta o sistema com uma vazão de 22L/s. A água escoa inicialmente pelo trecho (0) - (1), onde se encontra o primeiro ponto de distribuição do fluxo. Ao atingir o ponto (1), o escoamento se divide em dois caminhos:
• uma parcela segue pelo trecho (1) - (2), dirigindo-se ao ramo principal de alimentação do sistema;
• a outra parcela segue diretamente para o trecho (1) - (3), passando por uma bomba, que recalca a parte do fluido proveniente do ponto (1) até o ponto (3), conduzindo uma vazão de 8L/s para o reservatório Y, localizado à direita.

O ponto (3) encontra-se na superfície livre desse reservatório. Entre o centro da bomba e o nível da superfície livre de Y existe o desnível geométrico vertical h, correspondente ao trecho de recalque. As perdas de carga nos trechos são: Hp01  = 1,4m, Hp12 = 2,1m, HP13 = 0,8 m. O fluido é água com peso específico  Imagem associada para resolução da questão = 104 N/m3. As superfícies livres estão à pressão atmosférica, as velocidades nas superfícies dos reservatórios são desprezíveis e todas as tubulações possuem 62mm de diâmetro.
Com base nessas informações, determine a potência dissipada apenas pelas perdas de carga na tubulação da instalação e assinale a alternativa que apresenta o valor aproximado resultante. 
Alternativas
Q4093165 Física
Um robô de movimentação realiza o transporte vertical de componentes cilíndricos entre plataformas. Para testes de desempenho, um elemento de 12 kg é solto a partir do repouso em um ponto situado a 3,2 m acima de uma bandeja metálica dotada de sensores de impacto. O sistema de instrumentação foi configurado para registrar a velocidade imediatamente antes do impacto. Considerando que o movimento ocorre exclusivamente sob a ação da gravidade (em um modelo idealizado no qual todos os efeitos dissipativos, como atrito, resistência do ar e perdas mecânicas, são totalmente desprezados, de forma que a energia mecânica permanece constante durante a queda) e adotando a aceleração da gravidade igual a 9,8 m/s², a velocidade do componente ao atingir a bandeja é 
Alternativas
Q4091200 Física
A figura a seguir representa um sistema no qual um cilindro homogêneo maciço, de massa m, comprimento L e raio r, encontra-se inicialmente em repouso sobre uma plataforma horizontal situada a uma altura h acima do ponto mais baixo de um loop circular de raio R.
Figura – Bloco sendo impulsionado para a direta por uma mola presa à parede, induzido a percorrer uma trajetória circular de raio R 
Imagem associada para resolução da questão

O cilindro é impulsionado por uma mola ideal de constante elástica k, inicialmente comprimida de uma distância x. Após ser liberado, o cilindro percorre a pista e entra no loop circular, rolando sem deslizamento ao longo de todo o percurso. Considere que:
• a pista é rígida e não há deslizamento entre o cilindro e a pista; • não há forças dissipativas (o atrito é apenas estático e não realiza trabalho); • o eixo do cilindro é perpendicular ao plano da figura; • a aceleração da gravidade é g; • o momento de inércia do cilindro em relação ao seu eixo central é I = (1/2) m r²; • a altura h indicada na figura corresponde à altura inicial do centro de massa do cilindro em relação à base do loop; • o raio R refere-se ao raio geométrico da trajetória circular do centro do cilindro dentro do loop.
Com base nessas informações, determine a compressão mínima xmin da mola para que o cilindro complete o loop sem perder contato no ponto mais alto e assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q4091199 Física
Em uma olimpíada científica, um foguete experimental percorre um trilho retilíneo inclinado, de comprimento L, que faz ângulo θ com a horizontal. Durante o movimento no trilho, o empuxo médio pode ser considerado constante e atua ao longo do trilho, no sentido ascendente. Considere:
• massa do foguete: m; • empuxo médio ao longo do trilho: F; • coeficiente de atrito cinético entre foguete e trilho: μ; • aceleração da gravidade: g; • o foguete parte do repouso na base do trilho; • cabos/atuadores não existem, apenas empuxo, peso, normal e atrito; • despreze resistência do ar e variações de massa.
Com base nessas informações, determine, em termos das variáveis dadas, a velocidade v do foguete ao sair do trilho e assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q4090705 Física
Em relação à equação de Bernoulli, assinale a alternativa correta. 
Alternativas
Q4084080 Física

Em relação aos conceitos de dinâmica dos corpos, julgue o seguinte item.


A energia térmica, decorrente de atritos e forças de arrasto, é geralmente desconsiderada na equação que representaria o trabalho feito por forças conservativas, de natureza cinética e potencial, em um corpo rígido.

Alternativas
Q4084061 Física

Acerca dos fenômenos eletrostáticos e do movimento das cargas em campos eletromagnéticos, julgue o item a seguir.


Considere que duas partículas de massas iguais a m e carregadas eletricamente com cargas q, de sinais opostos e de mesmo módulo, estivessem inicialmente em repouso em relação a um sistema de referência inercial, separadas por uma distância d, quando uma delas foi abandonada, e a outra, mantida fixa nesse mesmo sistema de referência. Considere, também, que, quando abandonada, a partícula móvel tenha se deslocado exclusivamente devido à ação da força eletrostática de interação entre as cargas. Nessa situação, desprezando-se qualquer interação gravitacional ou força dissipativa, é correto concluir que a velocidade com que a partícula móvel passará pela distância d' da carga em repouso (em que d' < d) será dada por Imagem associada para resolução da questão , em que k representa a constante de Coulomb no vácuo.

Alternativas
Q4081279 Física

Um satélite, de massa m, em órbita em torno do planeta "Zulu", de massa M, precisará incluir em sua estrutura novas placas fotovoltaicas, o que adicionará 3m à sua massa original. Encontre a nova velocidade angular de translação ω desse satélite e sua energia cinética após a alteração supracitada e assinale a opção correta.


Dados: R = Distância do satélite ao planeta; M = Massa do planeta; m = massa do satélite.

Alternativas
Q4081276 Física

Um cano de diâmetro interno de 5,0 cm localizado no andar térreo de um prédio transporta água com uma velocidade de 2 m/s, a uma pressão de 120 kPa. O cano fica mais estreito no andar superior, localizado a uma altura de 7 m em relação ao térreo, e passa a ter um diâmetro interno de 2,5 cm. Diante do exposto, qual a pressão da água nesse andar superior?


Dados: g = 10 m/s² e a densidade da água é 103 kg/m³.

Alternativas
Q4081269 Física
Considere que os blocos A e B, um atrás do outro, movimentam-se, na mesma direção, de oeste para leste, sobre uma superfície horizontal sem atrito, onde A está atrás de B. A tem massa de 4 kg e velocidade de módulo 16 m/s, e B tem massa de 4 kg e velocidade de módulo 6 m/s. Na parte de trás do bloco B, está presa uma mola, de massa desprezível. A constante elástica da mola é de 200 N/m. Em certo momento, os blocos colidem e a mola terá sua compressão máxima. Dessa maneira, qual será a deformação máxima sofrida pela mola?
Alternativas
Q4081268 Física
Em uma molécula diatômica, o potencial energético entre dois átomos pode ser expresso pela função U(x) exemplificada pela figura apresentada abaixo.
Imagem associada para resolução da questão
Calcule a separação de equilíbrio xm entre os átomos e a energia mínima para quebrar a molécula Ed e assinale a opção correta.
Alternativas
Q4081266 Física

Analise a figura a seguir.


Imagem associada para resolução da questão


Um carrinho de montanha-russa sem atrito começa no ponto A, conforme a figura acima, com velocidade V0. Qual será a velocidade do carrinho no ponto B e no ponto C? Admita que o carrinho possa ser considerado como uma partícula e que sempre está sobre os trilhos.

Alternativas
Ano: 2026 Banca: FURB Órgão: SED-SC Prova: FURB - 2026 - SED-SC - Professor - Física |
Q4078963 Física
Nas condições típicas de clima no Brasil, espécies do gênero Eucalyptus estão entre as árvores com altas taxas de evapotranspiração por unidade de área plantada. Considere uma única árvore de eucalipto que transporte água até as folhas e libere, por transpiração, 36 litros de água por dia. Esse elevado fluxo de água está associado ao rápido crescimento dessas espécies e levanta discussões relevantes sobre o uso sustentável dos recursos hídricos em determinadas regiões. Suponha, em uma idealização simplificada, que essa água seja elevada desde as raízes até as folhas a uma altura média de 24 m, e que esse processo ocorra apenas durante 12 h por dia. Desprezando perdas e adotando a densidade da água igual a 1000 kg/m3 e g = 10 m/s2 , assinale a alternativa que apresenta corretamente a potência média associada ao aumento da energia potencial gravitacional da água: 
Alternativas
Q4042016 Física
O cabo de arraste de uma máquina é capaz de fazer uma carga de 400,0 kg deslizar por uma rampa de 30º até uma altura de 4,0 m, à velocidade de 0,5 m/s. O coeficiente de atrito cinético é de 0,2 Imagem associada para resolução da questão , e g é 10,0 m/s2. Assinale a alternativa que indica o valor correto da potência do motor que aciona o cabo. 
Imagem associada para resolução da questão
Alternativas
Q4026765 Física
O formalismo da gravitação universal de Newton unificou a mecânica celeste de Kepler com a dinâmica terrestre. Com base nos princípios de conservação de energia e do momento angular, relacione a Coluna 1 à Coluna 2, associando a respectiva expressão ou o respectivo valor.

Coluna 1

1. Razão entre a energia cinética (k) e o módulo da energia potencial gravitacional (|U|) para um satélite em órbita circular estável.
2. Fator de proporcionalidade entre a velocidade de escape (ve) e a velocidade orbital (vorb) na superfície de um planeta, desprezando o atrito atmosférico.
3. Razão entre os quadrados dos períodos orbitais (T1/T2)2 de dois satélites que orbitam a mesma massa central em raios r1 e r2 = 4r1.
4. Proporção da aceleração da gravidade g(r) a uma distância r = 3R do centro de um planeta em relação ao valor medido na superfície (g0).

Coluna 2

( ) 1/9.
( ) 1/2.
( ) √2.
( ) 1/64.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é: 
Alternativas
Q4026763 Física
Dois blocos, 1 e 2, de massas m1 = 2,0 kg e m2 = 4,0 kg, respectivamente, deslocam-se sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa (atrito desprezível). O bloco 1 move-se para a direita com velocidade constante v1 = 4,0 m/s, enquanto o bloco 2 move-se para a esquerda com velocidade constante v2 = 2,0 m/s. Presa ao bloco 2, existe uma mola ideal de constante elástica k = 1200 N/m, conforme ilustra a figura abaixo:
Imagem associada para resolução da questão

Durante a interação entre os blocos, a máxima compressão sofrida pela mola, que ocorre no instante em que os dois blocos têm a mesma velocidade, é de:
Alternativas
Ano: 2026 Banca: IF-PI Órgão: IF-PI Prova: IF-PI - 2026 - IF-PI - Professor EBTT - Física |
Q4011533 Física
Uma partícula de massa m move-se ao longo do eixo x sob a ação de um campo de forças unidimensional conservativo, descrito pelo potencial U(x) = U0 [(x / a)4 - 2(x / a)2], em que U0 > 0 e a > 0 são constantes reais.
A partícula é lançada a partir da posição x = 0 com velocidade inicial v0 , em um sistema isolado, sem forças dissipativas.
Considere valores de v0 tais que o movimento seja limitado e que a partícula execute oscilações de pequena amplitude em torno de um dos pontos de equilíbrio estável do sistema.
Determine a frequência angular ω dessas pequenas oscilações e assinale a alternativa CORRETA.
Alternativas
Ano: 2026 Banca: IF-PI Órgão: IF-PI Prova: IF-PI - 2026 - IF-PI - Professor EBTT - Física |
Q4011518 Física
Durante uma aula de Física, o professor demonstra o funcionamento de um ioiô de massa m preso a uma corda leve enrolada em seu eixo. Ao soltar o ioiô, ele desce desenrolando a corda até atingir o ponto mais baixo, quando a corda fica totalmente esticada e o ioiô começa a subir novamente.
Nesse momento, um aluno pergunta:
“Professor, quando o ioiô chega ao ponto mais baixo e começa a subir, o sentido de rotação dele se inverte?”
Considerando um modelo ideal, sem perdas de energia, a resposta fisicamente CORRETA para a pergunta do aluno é:
Alternativas
Ano: 2026 Banca: IF-PI Órgão: IF-PI Prova: IF-PI - 2026 - IF-PI - Professor EBTT - Física |
Q4011501 Física

Em uma simulação de navegação espacial, dois corpos celestes esféricos encontram-se alinhados ao longo de uma mesma direção. A distância entre os centros desses corpos é igual a 12R.


O primeiro astro possui massa M e raio R, enquanto o segundo possui massa 9M e raio 2R. Uma sonda de massa m é lançada radialmente a partir da superfície do astro menos massivo, com direção apontando para o centro do astro maior. Desprezam-se quaisquer interações com outros corpos e todos os efeitos não gravitacionais.


Determine a velocidade inicial mínima que a sonda deve possuir para conseguir alcançar a superfície do astro de maior massa. 

Alternativas
Q3954537 Física
Em uma região montanhosa utilizada para recreações de inverno, uma pista coberta de neve é composta por uma rampa retilínea de 25m de comprimento, inclinada 30° em relação à horizontal, seguida por um plano horizontal longo, também coberto de neve. Para análise do deslocamento dos usuários na pista, os organizadores precisam determinar a distância percorrida por cada usuário no plano horizontal até parar completamente. Suponha que um garoto monte em um trenó e parta do repouso no ponto mais alto da rampa. Juntos, o garoto e o trenó têm massa total de 35kg. Assuma que o coeficiente de atrito cinético entre o trenó e a neve é constante e vale 0,1 ao longo de todo o percurso. Despreze a resistência do ar e considere g = 9,8 m/s2.

Assinale a alternativa que melhor representa a distância correta percorrida pelo garoto e seu trenó no plano horizontal. 
Alternativas
Respostas
1: A
2: D
3: E
4: A
5: A
6: C
7: C
8: E
9: B
10: A
11: A
12: E
13: B
14: C
15: A
16: C
17: E
18: D
19: D
20: A