Questões de Vestibular
Sobre energia mecânica e sua conservação em física
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Dois blocos, A e B, de massas mA = 6 kg e mB = 2 kg, estão em repouso, ligados por um fio ideal que passa por uma polia de massa desprezível, fixa em uma haste horizontal. Inicialmente, o sistema não se movimenta devido à ação de um conjunto de travas que prende o bloco B ao solo. Nessa situação, a base do bloco A está a 3,2 m de altura e o bloco B está em contato com o solo, conforme a figura 1. Quando o bloco B é liberado, os blocos passam a se mover livres da ação de quaisquer forças dissipativas e, em um dado instante, as bases dos blocos A e B estão a uma mesma altura em relação ao solo, conforme a figura 2.
Adotando g = 10 m/s2, a velocidade v dos blocos A e B, no instante em que suas bases estiverem a uma mesma altura h em relação ao solo, é de
Uma nova montanha-russa foi inaugurada na cidade de Orlando, nos Estados Unidos. Em uma volta de 2 minutos de duração, o passeio é feito em um trilho de 920 m de comprimento e o carrinho atinge uma velocidade máxima de 72 km/h, aproximadamente.
(https://floridapolitics.com, 01.07.2024. Adaptado.)
Considere que o carrinho dessa montanha-russa atinja sua velocidade máxima imediatamente antes de iniciar a subida de uma rampa de 15 m de altura, como mostra figura.
Desprezando-se todos os atritos e assumindo-se que a aceleração da gravidade no local seja de 10 m/s2, a velocidade do carrinho no topo da rampa será igual a
Um trem é composto por uma máquina que puxa nove
vagões sobre um trilho inclinado de um ângulo θ = 30
com
relação à direção horizontal, conforme ilustra a figura precedente.
Os vagões e a máquina, todos com a mesma massa
M =10 toneladas, estão conectados por cabos submetidos a tensão de intensidade Ti (i = 1, ... 9). Uma caixa de massa m, também
com 10 toneladas, apoia-se sobre o último vagão, estando presa apenas devido à força de atrito entre as superfícies de contato da
caixa com o teto do vagão. A força de tração da máquina para
puxar o trem é indicada por 
o coeficiente de atrito estático
entre a caixa e o teto do vagão é µ = 1 e a aceleração da gravidade é g = 10 m s ⁄2 .
Quando o trem sobe certa altura, a variação de energia potencial gravitacional de cada vagão será a mesma, independentemente de o trem estar acelerado ou em velocidade constante.
o de módulo
igual a 20m/s e ângulo de tiro θ = 45° . A esfera chega ao solo com
uma velocidade A figura mostra a trajetória da esfera entre o instante do lançamento e o instante em que chega ao solo, supondo a resistência do ar desprezível.
Considere g = 10 m/s2 .
O módulo da velocidade
com que a esfera chega ao solo é de 
Os valores das energias cinética e potencial gravitacional, respectivamente, do bloco no ponto X são ECX e UX e no ponto Y são ECY e UY. Considerando UY = 0, o módulo do trabalho realizado pela força de atrito sobre o bloco no trecho YZ é igual a
Uma bala de borracha é abandonada a 2,0 m do piso horizontal de uma sala. Após colidir com ele, só consegue atingir a altura de 1,5 m. Desprezando-se a resistência do ar, a perda de energia cinética durante a colisão foi de
Uma pequena esfera de aço oscila verticalmente, com atritos desprezíveis, em torno de sua posição de equilíbrio, suspensa a um suporte por uma mola ideal. A figura a seguir mostra como sua energia cinética varia em função de seu afastamento da posição de equilíbrio.
A constante elástica da mola é
Sabe-se que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2 e que, durante a descida da criança, ocorre uma perda de energia mecânica de 60%.
Ao atingir o ponto mais baixo do escorrega, a velocidade da criança, em m/s, é igual a:
Considere uma pessoa de 1,70 m que eleva uma bola de 6 kg a uma altura de 40 cm acima da sua cabeça. Em seguida, a pessoa realiza sobre a bola um trabalho adicional de 10 calorias para arremessá-la. Se a colisão da bola com o solo for perfeitamente inelástica, a energia total dissipada na colisão será de
Note e adote: Considere 1 cal = 4,2 J e g = 10 m/s2 .
Usina de ondas do mar no Porto de Pecém. Ceará — Brasil. Disponível em: www.pensamentoverde.com.br. Acesso em: 16 set. 2019.
A energia elétrica produzida nessa usina é convertida a partir do(a)
Na prática, porém, devido aos atritos internos e externos, houve dissipação de energia e esse carrinho, após percorrer a mesma distância d, chegou à velocidade de 0,6 m/s.
A porcentagem de energia dissipada foi, então, de
A caixa é lançada do ponto A com velocidade de 5 m/s no intuito de atingir o ponto C no baú do caminhão. Quando a caixa passar pelo ponto B, estará a uma altura equivalente à metade da altura final. Desprezando-se forças de atrito e considerando g = 10 m/s², a partir dos dados apresentados, a velocidade com que uma caixa de 1 kg passa pelo ponto B é
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