Questões de Concurso Sobre energia mecânica e sua conservação em física

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Q3069719 Física
Para estudar a conservação da quantidade de movimento, um professor de Física leva seus estudantes para o lago de Palmas. O estudante A, de massa M é colocado sobre uma prancha leve e plana de massa desprezível, enquanto que a estudante B, de massa m é colocada sobre outra prancha idêntica de frente para o primeiro estudante. Ambos flutuam sobre o lago e, inicialmente, eles estão de mãos dadas. Ao comando do professor os estudantes aplicam forças na direção contrária de modo que A empurra B e B empurra A. Desconsiderando-se o arrasto da prancha com a água, bem como a resistência do ar, pode-se afirmar que:
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Q3069716 Física
Um estudante de Física deseja elevar um objeto utilizando um sistema composto por N polias ideais e um fio, também ideal. Após a suspensão ele deseja mantê-lo equilibrado utilizando um contrapeso na outra extremidade do fio, cuja massa é de 500 g. Considerando-se que uma das polias será fixa, utilizada apenas para redirecionar a força no fio de modo a levantar o objeto, qual será a massa máxima a ser sustentada por esse sistema se o estudante utilizar 5 polias? Considere g = 10,0 m/s².
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Q3051201 Física
O sistema massa-mola representado na figura a seguir tem uma massa de 2 kg com carga elétrica de 4 mC e está pendurado sob a ação do campo gravitacional terrestre e de um campo elétrico uniforme de 200 N/C atuando verticalmente para cima:
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Considerando que a deformação presente na mola na posição de equilíbrio é de 20 cm, qual é o valor da constante elástica dessa mola? (Considere: g = 10 m/s²)
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Q3025016 Física
Uma esfera A, de massa igual a 4 g, é lançada na direção positiva do eixo x, com velocidade igual a 2,5 m/s. Outra esfera B, de massa igual a 3 g, é lançada na direção positiva do eixo y, com velocidade 2,5 m/s. As esferas colidem, permanecendo unidas após a colisão. Qual é a velocidade das esferas após a colisão?
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Q3025015 Física
Um anel, massa igual a 2,5 g, rola sem deslizar, com velocidade constante igual a 1,44 km/h, sobre uma tábua. Não existe atrito entre as superfícies. A energia cinética total, em mJ, será:
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Q3025000 Física
Muitos entusiastas por modificações veiculares são apaixonados por carros rebaixados. Uma prática não recomendada pelo fabricante é a de cortar as molas de suspensão do veículo. Com essa alteração, a suspensão fica completamente fora das especificações e os amortecedores, fabricados para atenuar as oscilações de uma mola de constante elástica ko, passam a exercer o amortecimento das oscilações de uma mola cortada de constante k. Se uma mola for cortada, sendo retiradas 2 voltas de uma mola, de um total original de 9 voltas, qual será o valor aproximado da razão entre o período de oscilação da mola cortada e o período de oscilação da mola original? Considere que os elos são idênticos ao longo de toda mola e que a massa da mola é desprezível em relação à massa a ser amortecida.
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Q3024997 Física

Um homem deseja instalar uma antena de satélite no telhado de sua casa e resolve colocar uma escada em cima de uma caixa de madeira preenchida com areia para que fique bem pesada, podendo alcançar o telhado sem que tudo desmorone. Cada degrau da escada está separado por uma distância d. A massa da escada é m e a massa do homem segurando a antena é 10m. A escada tem 9 degraus, sua altura é 10d e sua base é colocada no meio da distância x representada na figura (sendo que x = d e h = 2d). Nessa configuração, o cosseno do ângulo θ é 12/13. O arranjo permite que o homem possa subir e colocar os dois pés no último degrau, sem que o sistema desmorone. Admita que não há deslizamentos nem na base da escada, nem na base da caixa, que o atrito no contato da escada com a parede seja desprezível e que o homem suba os degraus sem usar as mãos. Qual é, aproximadamente, o menor valor da massa da caixa com areia para que o arranjo funcione sem desmoronar?


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Q2521638 Física
Uma barra de massa desprezível é posta para girar, no plano xy, no sentido anti-horário, em torno de um eixo fixo que passa por uma de suas extremidades, com velocidade angular constante e igual a Imagem associada para resolução da questão
Sabendo que a barra possui 10 cm de comprimento, o momento angular de uma partícula de massa igual a 4 kg, na extremidade da barra oposta ao eixo de rotação, em kgm2/s, é igual a 
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Q2521635 Física

A figura a seguir mostra um cursor P que desliza sobre uma barra com velocidade constante de módulo igual a u = 0,5 m/s, em relação à barra. Simultaneamente ao movimento do cursor, a barra gira com velocidade angular constante de módulo igual a ω = 2 rad/s.


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No instante em que a distância do cursor ao eixo de rotação é igual a r = 1 m, o módulo da aceleração do curso é igual a

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Q2521634 Física
A figura mostra um corpo rígido que é formado por uma haste uniforme, de comprimento L e massa 2m, e um aro (anel) uniforme, de raio R = L/4 e massa m, preso à haste.
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O sistema pode girar livremente em torno de um eixo horizontal perpendicular à haste e passando na sua extremidade. Sabe-se que o corpo rígido é solto a partir do repouso com a haste na horizontal.

Dados:
• - Momento de inércia do anel em relação ao seu centro de massa: MR2
• Momento de inércia da haste em relação ao seu centro de massa: 1/12 MhL2

No instante em que o sistema gira de um ângulo θ, o módulo da aceleração centrípeta de uma partícula localizada no centro de massa da haste, m/s2, é igual a 
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Q2521633 Física
A figura a seguir mostra uma haste rígida uniforme de massa Mh e comprimento L, presa a um disco rígido uniforme de massa MD e raio R, sendo Mh = 3MD = 4R. O centro de massa do disco coincide com o centro de massa da haste.
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O conjunto haste-disco está inicialmente em repouso, e pode girar em torno de um eixo de rotação localizado na extremidade superior da haste. Uma partícula, de massa m, atinge a extremidade inferior da haste com velocidade de módulo v, ficando grudada na haste, ou seja, há um impacto perfeitamente inelástica entre a partícula e a haste.

Dados:
• Momento de inércia do disco em relação ao seu centro de massa: 1/2 MDR2
• Momento de inércia da haste em relação ao seu centro de massa: 1/12 MhL2
A energia cinética do sistema (haste – disco – partícula) no instante imediatamente após o impacto, em Joule, é igual a
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Q2520144 Física
A energia potencial de um sistema (V(q)) é dada por: 

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Considerando que  q=[q1 q2 q3]T, o traço da matriz de rigidez (K) do sistema é dado pela expressão 
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Q2520134 Física
Considere um material isotrópico, com comportamento linear elástico perfeito, submetido a um estado triaxial de tensões, cujas tensões principais são: σ123=10 MPa.  

Sabe-se ainda que os módulos de elasticidade longitudinal e transversal do material são, respectivamente, E=300 GPa e G= 125 GPa. 

A energia de deformação por unidade de volume (Uo), em J, é 

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Q2500276 Física
O parkour é uma atividade física em que o participante sobrepõe obstáculos de modo mais rápido e direto possível, utilizando-se de diversas técnicas como saltos, rolamentos e escaladas.  Paulo, um praticante de parkour, saltou do alto de uma escada de 8 degraus, cada um com 20 cm de altura, para o solo. Considere que g=10 m/s² e que a massa de Paulo é de 60 kg. Nesse salto, a variação da energia potencial gravitacional de Paulo, em módulo, foi de
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Q2444883 Física

Em relação aos fundamentos teóricos da conservação da energia mecânica, julgue o item que se segue.


Considerando-se que o gráfico a seguir ilustre a variação da energia potencial U(x) de um objeto em função de sua posição x, é correto afirmar que o ponto x2 corresponde à velocidade máxima do objeto, na qual toda a energia mecânica está concentrada em forma de energia cinética.


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Q2444882 Física

Em relação aos fundamentos teóricos da conservação da energia mecânica, julgue o item que se segue.


O atrito é uma força conservativa que garante que, para um sistema isolado, a energia cinética e a energia potencial possam variar sem causar variação da energia mecânica.

Alternativas
Q2415602 Física
Uma bolinha é abandonada na posição inicial seguindo a trajetória descrita, conforme apresentado na figura. A partir da figura apresentada, assinale a alternativa correta.

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Q2381561 Física
Diversas montagens experimentais são empregadas para avaliar a conservação de energia mecânica de um sistema, simplificando ou minimizando efeitos indesejados, como o atrito. Planos inclinados são experimentos comuns para analisar as energias cinética e potencial gravitacional. Na Figura 2 abaixo, uma esfera, abandonada do ponto A, desliza através da rampa, com atrito e resistência do ar desprezíveis, passando pelos pontos B, C, D e E. Avaliando a situação, pode-se dizer que a energia cinética entre os pontos A e C, a energia mecânica entre os pontos B e D, e a energia potencial gravitacional entre os pontos C e E têm, respectivamente, qual comportamento? 


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Q3700173 Física
Durante uma partida de futebol, um jogador chuta a bola fazendo com que o vetor velocidade inicial forme um ângulo de 30º em relação ao campo plano e horizontal. No ponto de altura máxima, a bola 
Alternativas
Q3560130 Física
Qual dos seguintes princípios da Física afirma que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada ou transferida?
Alternativas
Respostas
41: C
42: A
43: B
44: B
45: B
46: E
47: A
48: A
49: D
50: D
51: B
52: E
53: A
54: E
55: C
56: E
57: D
58: B
59: E
60: B