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Física I - Exercícios, problemas - Unidade III

Definição de Energia cinética

  1. A energia cinética é definida como

\[ Ec = \frac{m}{2} v2

Calcule a energia cinética nas seguintes condições

a) m = 10 kg e v = 2 m/s

b) m = 10 kg e v = 4 m/s

c) m = 20 kg e v = 2 m/s

  1. O que acontece com a energia cinética de um corpo, se a velocidade dobrar?
  2. Qual é a relação entre a energia cinética de dois corpos com a mesma velocidade se o corpo A tem a metade da massa do corpo B?

Definição de Energia potencial gravitacional

A energia potencial gravitacional é definida como

\[ E_g = m g h\]

onde, na superfície da terra, consideramos a aceleração da gravidade \( g = 10 m/s^2\)

  1. Calcule a energia potencial gravitacional para os seguintes casos:

    a) m = 10 kg e h = 2 m

    b) m = 5 kg e h = 2 m

    c) m = 5 kg e h = 4 m

    d) m = 10 kg e h = 1 m

  1. O que acontece com a energia potencial gravitacional de um corpo quando sua altura reduz para a metade?
  2. Qual é a relação entre a energia potencial de dois corpos que estão a mesma altura, mas onde o corpo A tem a metade da massa do corpo B?

Conversão de energia: potencial em cinética

  1. Qual será a velocidade de um objeto de 10 kg que é solto de uma altura de 100m com velocidade, nula quando esse objeto estiver em:

a) h = 0 m

b) h = 95 m

c) h = 80 m

d) h = 55 m

e) h = 20 m

f) h = 3,2 m

Definição de Trabalho

O trabalho \( W \) realizado por uma força constante \( F \), quando um corpo se desloca uma distância \( d \) na mesma direção da força, é definido como:

\[ W = F \cdot d \]

  1. Calcule o trabalho realizado nas seguintes situações:

    a) F = 10 N, d = 5 m

    b) F = 20 N, d = 3 m

    c) F = 15 N, d = 0 m

    d) F = 50 N, d = 10 m

  2. O que acontece com o trabalho realizado se a força for o dobro e a distância for a metade?
  3. Se um corpo se move perpendicularmente à direção da força, qual é o valor do trabalho realizado?

Conversão de Trabalho em Energia Cinética

  1. Quando uma força realiza trabalho sobre um corpo, e esse trabalho resulta em aumento de velocidade, dizemos que a energia cinética foi aumentada pela força.
  2. Sabendo que o trabalho é igual à variação da energia cinética:

\[ W = \Delta E_c = E_{c,f} - E_{c,i} \]

Resolva as seguintes questões:

a) Um corpo de 5 kg parte do repouso e atinge 6 m/s. Qual foi o trabalho realizado sobre ele?

b) Um corpo de 8 kg aumenta sua velocidade de 2 m/s para 6 m/s. Qual foi o trabalho realizado?

c) Um corpo de 3 kg tem sua velocidade reduzida de 10 m/s para 4 m/s. Qual foi o trabalho realizado sobre ele? O trabalho foi positivo ou negativo?

  1. Em quais situações o trabalho realizado é negativo? Dê um exemplo.

Author: Joilson Silva Porto

Email: joilson.porto@ifam.edu.br

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