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Professor(a): Matheus Paganelly. Disciplina: Física Geral I. 2ª LISTA DE EXERCÍCIOS ESTÁGIO 2 1) Determine o trabalho realizado pela força F de módulo 50N para mover um bloco sobre uma superfície sem atrito sabendo que F forma um ângulo 𝜃 com o plano horizontal. Considere que o bloco só se desloca por 6 metros horizontalmente e que 𝑐𝑜𝑠𝜃=0,5. Resposta: 𝑾 = 𝟏𝟓𝟎𝑱 2) Use o teorema trabalho energia para determinar a velocidade final do bloco do exemplo anterior. Considere que o bloco estava inicialmente em repouso e que a massa do bloco é igual a 75 kg. Resposta: 𝒗 = 𝟐𝒎/𝒔 3) Um pintor de 75,0 kg sobe uma escada com 2,75 m de comprimento apoiada em uma parede vertical. A escada forma um ângulo de 30,0º com a parede. (a) Qual é o trabalho que a gravidade realiza sobre o pintor? (b) Sabendo que o pintor leva 50 segundos, use o módulo do trabalho e determine a potência. Resposta: 𝑾 = −𝟗𝟑𝟕,𝟓𝑱 e 𝑷 = 𝟏𝟖,𝟕𝟓𝑾 4) Guepardos adultos, os mais rápidos dos grandes felinos, possuem uma massa de aproximadamente 70 kg e costumam correr a 32 m/s. (a) Quantos joules de energia cinética esse guepardo ligeiro possui? (b) Por qual fator sua energia cinética variaria se sua velocidade fosse dobrada? Reposta: 𝟑𝟓𝟖𝟒𝟎𝑱 ;𝒂 𝒆𝒏𝒆𝒓𝒈𝒊𝒂 𝒎𝒖𝒅𝒂𝒓𝒊𝒂 𝒑𝒐𝒓 𝒖𝒎 𝒇𝒂𝒕𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝟒. 5) Um carrinho de supermercado carregado está sendo empurrado pelo pátio de um estacionamento sob vento forte. Você aplica uma força constante 𝐹⃗ = (30 𝑁)î – (40 𝑁)𝑗̂ ao carrinho enquanto ele percorre um deslocamento 𝑑⃗ = −(9𝑚)î – (3𝑚)𝑗̂ . Qual é o trabalho da força exercida por você sobre o carrinho? Resposta: 𝑾 = −𝟏𝟓𝟎𝑱 6) Use o teorema do trabalho-energia para resolver os problemas a seguir. Você pode usar as leis de Newton para conferir suas respostas. Despreze a resistência do ar em todos os casos. (a) Um galho cai do topo de uma árvore de 95,0 m de altura, partindo do repouso. Qual é sua velocidade ao atingir o solo? (b) Um vulcão ejeta uma rocha diretamente de baixo para cima a 525 m no ar. Qual é a velocidade da rocha no instante em que saiu do vulcão? Reposta: 𝒗 = 𝟒𝟑,𝟔 𝒎/𝒔 e 𝒗 = 𝟏𝟎𝟐,𝟓𝒎/𝒔 F 𝜃 7) Uma menina aplica uma força paralela ao eixo x sobre um trenó de 10kg que se desloca sobre a superfície congelada de um pequeno lago. À medida que ela controla a velocidade do trenó, o componente x da força que ela aplica varia com a coordenada x do modo indicado na figura. Calcule o trabalho realizado pela força quando o trenó se desloca (a) de x=0 a x=8,0 m; (b) de x=8,0 m a x=12,0 m; (c) de x=0 a x=12,0 m. Resposta: 𝟒𝟎𝑱 ;𝟐𝟎𝑱 𝒆 𝟔𝟎𝑱 8) Suponha que o trenó do exercício anterior esteja inicialmente em repouso em x=0. Use o teorema do trabalho- energia para achar a velocidade do trenó em (a) x=8,0 m; (b) x =12,0 m. Despreze o atrito entre o trenó e a superfície do lago. Resposta: 𝒗 = 𝟐,𝟖𝒎/𝒔 ; e 𝒗 = 𝟑,𝟒𝒎/𝒔 9) Um bloco de gelo é colocado contra uma mola horizontal cuja constante de força é k=200 N/m, sendo comprimida em 0,025 m. A mola é liberada e acelera o bloco em uma superfície horizontal. Despreze o atrito e a massa da mola. (a) Calcule o trabalho realizado pela mola sobre o bloco quando ele se desloca de sua posição inicial até o local em que a mola retorna ao seu comprimento sem deformação. 𝑾 = −𝟎,𝟎𝟔𝟐𝟓𝑱 10) Uma pedra de 20,0 kg está deslizando sobre uma superfície horizontal áspera a 8,0 m/s e, eventualmente, para em função do atrito. O coeficiente de atrito cinético entre a pedra e a superfície é 0,200. Que potência média é produzida pelo atrito até que a pedra pare? Resposta: 𝑷 = 𝟑𝟐𝟎𝑾