Aula 38 - Correção Terceiro Ano Física – Prof. Wagner Teoria: F

Aula 38 - Correção
Terceiro Ano
Física – Prof. Wagner
Teoria:
F = Força resultante
D= deslocamento (distância percorrida)
m = massa
vf = velocidade final
vi = velocidade inicial
1) Um bloco de massa igual a 2kg é empurrado a partir do repouso, por uma força resultante constante de 0,5 N na
mesma direção do movimento. O trabalho realizado pela força e a velocidade desse bloco, após percorrer 50 metros
valem:
Resolução
m = 2kg
Agora precisamos saber Vf
(partiu do repouso)
F=0,5 N
d=50 m
O ângulo “theta” formado vale Zero pois a força tem a
(
)
mesma direção do movimento, portanto:
Corta os números 2. Obtemos:
Cos=1
√
3) Usando um sistema formado por uma corda e uma roldana, um homem levanta uma caixa de massa m, aplicando
na corda uma força F que forma um ângulo “theta” com direção vertical, como mostra a figura. O trabalho realizado
pela resultante das forças que atuam na caixa - peso e força da corda -, quando o centro de massa da caixa é
elevado, com velocidade constante v, desde a altura ya até a altura yb é?
Resolução:
O problema é muito simples, o trabalho resultante é a variação da energia cinética (conforme teoria). MAS se a
velocidade foi constante, a Energia cinética final é igual a Energia Cinética inicial, portanto não houve variação. Logo
o Trabalho foi Nulo. Alternativa A.
4. Em uma partida de Curling, uma jogadora arremessa uma pedra circular de 18 kg (ver figura abaixo), que desliza
sobre o gelo e para a 30 m da arremessadora. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre a pedra e o gelo é
de 0,015, é correto afirmar que a pedra foi lançada com velocidade de:
Resolução:
m= 18 kg
Usaremos o trabalho da força Resultante, mas note que
d= 30 m
a força que faz o bloco parar é o Atrito (A). No diagrama
Velocidade final = 0 (O corpo para) (Energia cin. Final=0) ao lado o bloco se desloca para a direita e o atrito tem
u (coef. de atrito) = 0,015
sentido contrário. O ângulo formado será de 180 º, cujo
cosseno = -1
N
A
(
P
Peso (P)=m.g = 18.10=180 N
Normal (N) = Peso = 180 N
Atrito (A) = u.N=0,015.180= 2,7 N
(
)
)
(
√
)
5) Um carro, de massa total igual a 1500 kg, viaja a 120 km/h, quando o motorista pisa no freio por alguns instantes
e reduz a velocidade para 80 km/h. Considerando-se que toda a energia cinética perdida pelo carro transformou-se
em calor nas pastilhas e discos de freio do veículo, a quantidade de calor gerada durante a frenagem foi
aproximadamente igual a.
Resolução:
Este valor pode ser escrito como-4,62. 100000
Vi= 120 km/h (converter para m/s dividir por 3,6)
Alternativa C.
Vi = 33,33 m/s
Notar que os valores da aproximação 22,22 e 33,33
Vf = 80 km/h = 22,22 m/s
fazem diferença na resposta final.
Escolha péssima de valores pelo autor da questão de
vestibular.
6) Não se percebe a existência do ar num dia sem vento; contudo, isso não significa que ele não existe.
Um corpo com massa de 2kg é abandonado de uma altura de 10m, caindo verticalmente num referencial
fixo no solo. Por efeito da resistência do ar, 4J da energia mecânica do sistema corpo-Terra se
transformam em energia interna do ar e do corpo. Considerando o módulo de aceleração da gravidade
como g= 10m/s, o corpo atinge o solo com velocidade de módulo, em m/s, de:
Resolução:
Primeiramente calculamos o trabalho resultante.
Sobre o corpo atuam a força de resistência do Ar
que causa um trabalho de 4 J contrário ao
movimento. Portanto:
F (resist do ar)
O Trabalho do Peso:
d = 10 m
O Trabalho resultante é a soma dos trabalhos
( )
Sabendo que o corpo é abandonado do repouso, a
energia cinética inicial é nula, logo:
P=mg = 2.10 =20 N
√
7) Um bloco de massa 2kg desliza, a partir do repouso, por uma distância d=3m, sob ação de uma força de
intensidade F=10 N. No final do percurso, a velocidade do bloco é V=3 m/s. Calcule a energia dissipada.
Cos 37º = 0,8 (Não informado!)
A
Resolução
Dados:
Vi = 0 (Repouso) – Ec inicial = Zero
Vf= 3 m/s
F = 10 N
d=3m
m= 2 kg
A energia dissipada se deve a ação do ATRITO!
A teoria nos diz que o trabalho resultante é a variação
da energia cinética, portanto, atuam no corpo (na
horizontal) a força F e o Atrito.
O trabalho da Força F:
O trabalho do atrito equivale justamente a quantidade
de energia dissipada pelo sistema, é a resposta que
procuramos!
MAS,
partiu do repouso)
Portanto, a energia dissipada vale 15 J.
e a Energia cinética inicial = 0 (
Ex. 8) Um menino de massa 60,0 kg desliza ao longo de um escorregador, partindo do repouso no ponto
A,a uma altura de 4,0 m do ponto B, o mais baixo do escorregador. A velocidade com que o menino chega
ao ponto B é de 5,0 m/s. A quantidade de calor gerada pelo atrito entre a superfície do escorregador e o
menino, devido ao seu deslocamento, é:
Resolução:
Massa= 60 Kg
P=m.g = 60.10 = 600 N
Vi = Zero -> Energia cinética inicial = Zero!
Vf= 5 m/s
d=4m
Atuam no corpo Peso e Atrito
Trabalho resultante = Trabalho do peso + Trabalho
do Atrito
Da mesma forma que o exercício anterior, a Ec
inicial vale Zero.
Esquema:
A
4m
B
Alternativa D
Notar que o sinal negativo indica energia dissipada!