trabalho, potência, energia potencial (5p)

Trabalho e força gravitacional:

01. (Halliday, Resnick, Walker *) Na figura, um bloco de queijo de 0,250kg está sobre o piso de um elevador de 900kg que está sendo puxado para cima por um cabo, primeiro por uma distância d1=2,40m e depois por uma distância d2=10,5m. Adote g=9,8m/s².



a)No deslocamento d1, se a força normal exercida sobre o bloco pelo piso do elevador tem módulo constante FN=3,00N, qual é o trabalho realizado pela força do cabo sobre o elevador? 

b) No deslocamento d2, se o trabalho realizado sobre o elevador pela força (constante) do cabo é 92,61kJ, qual é o módulo FN?


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Trabalho da força elástica:

02. (Halliday, Resnick, Walker *) A única força que age sobre um corpo de 2,0kg enquanto ele se move no semi-eixo positivo de um eixo x tem uma componente Fx=-6x N, com x em metros. A velocidade do corpo em x=3,0m é 8,0m/s. 
a) Qual é a velocidade do corpo em x=4m? 
b) Para que valor positivo de x o corpo tem uma velocidade de 5m/s?  

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Trabalho e potência média:

03. (Halliday, Resnick, Walker *) Uma máquina transporta um pacote de 4,0kg de uma posição inicial di = (0,50m)i + (0,75m)j + (0,20m)
em t=0 até uma posição final df = (7,50m)i + (12,0m)j+ (7,20m)k em t=12s.  A força constante aplicada pela máquina ao pacote é F = (2.00N)i + (4,00N)j + (6,00N)k. Para esse deslocamento, determine o trabalho realizado pela força da máquina sobre o pacote e a potência média.

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Trabalho e variação da energia potencial:

04. (Halliday, Resnick, Walker *) A figura a seguir mostra uma haste fina, de comprimento L=2,00 m e massa desprezível, que pode girar em torno de uma das extremidades para descrever uma circunferência vertical. Uma bola de massa m = 5,00 Kg está presa na outra extremidade. A haste é puxada até fazer um ângulo θ⁰ = 30,0⁰ com a vertical e liberada com velocidade inicial v0=0. Adote g=9,8m/s².


Quando a bola desce até o ponto mais baixo da trajetória, responda:
a) Qual o trabalho realizado sobre ela pela força gravitacional?
b) Qual a variação da energia potencial do sistema bola-Terra?
c) Se a energia potencial é tomada como zero no ponto mais baixo da circunferência, qual é o seu valor no momemento em que a bola é liberada?
d) Os valores das respostas dos itens de a) a c) aumenta, diminuem ou permanecem os mesmos se o ângulo θ⁰ é aumentado?




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Variação da energia potencial:

05. (Halliday, Resnick, Walker *) Em t=0, uma bola de 1,0kg é atirada de uma torre com v=(18m/s)i+(24m/s)j. Quanto é ΔU do sistema bola-Terra entre t=0 e t=6,0s (ainda em queda livre)? Adote g=9,8m/s².

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* D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fundamentos de Física, Volume 1 (John Wiley & Sons, Inc., 2012).  

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