Trabalho de uma força, potência e rendimento

Física, 1ª série: Trabalho de uma força, potência e rendimento

1. Uma pessoa puxa um carrinho de feira por 10 m em um piso horizontal, aplicando uma força constante de 50 N por meio de uma alça que forma 60° com a horizontal, como mostra a figura (cos 60° = 0,50).

   

   O trabalho realizado por essa força é

   1. a250 J
   2. b500 J
   3. c433 J
   4. d5,0 J
   5. e25 J

2. Uma caixa de 20 kg é erguida com velocidade constante do chão até uma prateleira a 1,5 m de altura (g = 10 m/s²). O trabalho realizado pelo peso da caixa nesse deslocamento é

   1. a300 J
   2. b30 J
   3. c−300 J
   4. d−30 J
   5. ezero, pois a velocidade é constante

3. Em qual das situações o trabalho realizado pela força indicada é nulo?

   1. aO peso de uma manga que cai do galho até o chão.
   2. bA força do motor de um carro que acelera em uma reta.
   3. cA força normal do piso sobre um carrinho que se desloca na horizontal.
   4. dO atrito sobre um caixote que desliza até parar.
   5. eA força de um guindaste que ergue uma carga.

4. Um elevador de carga ergue 800 kg a uma altura de 30 m em 20 s, com velocidade constante (g = 10 m/s²). A potência mínima desenvolvida pelo motor nessa operação é de

   1. a1,2 kW
   2. b240 kW
   3. c120 kW
   4. d12 kW
   5. e12 W

5. Um motor elétrico recebe da rede 2 000 W e fornece 1 500 W de potência mecânica útil. O rendimento do motor e a potência dissipada (principalmente em calor) são

   1. a75%, com 1 500 W dissipados
   2. b133%, com 500 W dissipados
   3. c25%, com 500 W dissipados
   4. d75%, com 500 W dissipados
   5. e75%, sem potência dissipada

6. Considere, de forma simplificada, que um motor a combustão de um carro tenha rendimento de 30% e que um motor elétrico tenha rendimento de 90%. Para fornecer 900 kJ de energia mecânica útil, as energias que cada motor precisa receber são, respectivamente,

   1. a270 kJ e 810 kJ
   2. b900 kJ e 900 kJ
   3. c3 000 kJ e 1 000 kJ
   4. d1 000 kJ e 3 000 kJ
   5. e2 700 kJ e 1 100 kJ

7. O gráfico mostra a força exercida por uma mola à medida que ela é comprimida.

   

   O trabalho realizado para comprimir a mola de 0 a 0,10 m é

   1. a2,0 J
   2. b1,0 J
   3. c20 J
   4. d0,50 J
   5. e10 J

8. Um carro se move em uma estrada plana com velocidade constante de 20 m/s. As forças de resistência (ar e rolamento) somam 600 N. A potência que o motor transmite às rodas é

   1. a30 W
   2. b600 W
   3. c1,2 kW
   4. d12 kW
   5. e120 kW

9. Uma motobomba de 1 500 W funciona durante 2 horas para encher a caixa d'água de um sítio. Sabendo que 1 kWh = 3,6 · 10⁶ J, a energia elétrica consumida é

   1. a3 kWh, ou 3 000 J
   2. b3 000 kWh, ou 1,08 · 10¹⁰ J
   3. c0,75 kWh, ou 2,7 · 10⁶ J
   4. d750 kWh, ou 2,7 · 10⁹ J
   5. e3 kWh, ou 1,08 · 10⁷ J

10. Joana, de 60 kg, sobe correndo uma escada de dois andares, com desnível total de 6,0 m, em 12 s (g = 10 m/s²).
    a) Calcule o trabalho realizado contra o peso e a potência média desenvolvida.
    b) Considere que o corpo humano converte em trabalho mecânico cerca de 25% da energia que consome nessa atividade. Qual é a potência total consumida pelo corpo de Joana? Para onde vai o restante?

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