Energia mecânica: cinética, potencial e conservação

Física, 1ª série: Energia mecânica: cinética, potencial e conservação

1. Um carro de 1 000 kg trafega a 20 m/s. A energia cinética do carro e o que acontece com ela se a velocidade dobrar são, respectivamente,

   1. a2,0 · 10⁵ J; ela dobra
   2. b1,0 · 10⁴ J; ela quadruplica
   3. c4,0 · 10⁵ J; ela dobra
   4. d2,0 · 10⁴ J; ela quadruplica
   5. e2,0 · 10⁵ J; ela quadruplica

2. Um livro de 2,0 kg está sobre uma prateleira a 1,5 m do chão (g = 10 m/s²). Tomando o chão como nível de referência, a energia potencial gravitacional do livro é

   1. a30 J
   2. b3,0 J
   3. c15 J
   4. d300 J
   5. e20 J

3. Uma skatista parte do repouso na borda de uma rampa (half-pipe), a 5,0 m de altura em relação ao fundo. Desprezando atritos e a resistência do ar (g = 10 m/s²), sua velocidade no ponto mais baixo da rampa é

   1. a100 m/s
   2. b10 m/s
   3. c7,1 m/s
   4. d50 m/s
   5. e5,0 m/s

4. Um carrinho de montanha-russa passa pelo ponto A, no alto de uma elevação a 20 m do chão, com velocidade de 10 m/s, como mostra a figura.

   

   Desprezando atritos (g = 10 m/s²), a velocidade do carrinho ao passar pelo ponto B, a 5,0 m do chão, é

   1. a17 m/s
   2. b30 m/s
   3. c14 m/s
   4. d25 m/s
   5. e20 m/s

5. Um lançador de brinquedo tem uma mola de constante elástica 500 N/m, que é comprimida 0,10 m e então liberada, lançando horizontalmente uma bolinha de 0,050 kg. Desprezando perdas, a velocidade com que a bolinha sai do lançador é

   1. a100 m/s
   2. b7,1 m/s
   3. c1,0 m/s
   4. d10 m/s
   5. e50 m/s

6. Uma bola de 0,50 kg é solta de uma altura de 2,0 m e, após o primeiro quique, sobe até 1,2 m (g = 10 m/s²). A energia mecânica dissipada no quique e a fração da energia inicial que ela representa são

   1. a6,0 J, ou 60%
   2. b4,0 J, ou 40%
   3. c10 J, ou 100%
   4. d0,80 J, ou 40%
   5. e4,0 J, ou 60%

7. Em uma usina hidrelétrica, passam pelas turbinas 100 m³ de água por segundo, vindos de uma queda de 50 m. A densidade da água é 1 000 kg/m³, g = 10 m/s², e a usina converte 90% da energia potencial da água em energia elétrica. A potência elétrica gerada é de

   1. a50 MW
   2. b4,5 MW
   3. c450 MW
   4. d45 MW
   5. e5,0 MW

8. A sequência que descreve corretamente as principais transformações de energia em uma usina hidrelétrica é

   1. aelétrica → cinética da água → potencial gravitacional → térmica
   2. bpotencial gravitacional → cinética da água → rotação da turbina → elétrica
   3. ctérmica da água → cinética da turbina → elétrica → potencial gravitacional
   4. dquímica da água → potencial gravitacional → elétrica → cinética
   5. ecinética da turbina → potencial gravitacional da água → térmica → elétrica

9. Um pêndulo é solto do repouso e sua massa desce 0,20 m até o ponto mais baixo da trajetória, como mostra a figura.

   

   Desprezando a resistência do ar (g = 10 m/s²), a velocidade da massa no ponto mais baixo é

   1. a2,0 m/s, apenas se a massa for de 1 kg
   2. b4,0 m/s, qualquer que seja a massa do pêndulo
   3. c0,20 m/s, pois a altura é pequena
   4. dmaior para massas maiores, pois o peso é maior
   5. e2,0 m/s, qualquer que seja a massa do pêndulo

10. Um carrinho de montanha-russa de 200 kg parte do repouso do alto de uma rampa de 30 m de altura e chega ao ponto mais baixo com velocidade de 20 m/s (g = 10 m/s²).
    a) Calcule a energia mecânica no alto e no ponto mais baixo.
    b) Calcule a energia dissipada e a porcentagem que ela representa da energia inicial.
    c) Explique em que formas essa energia aparece e por que ela não foi "destruída".

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