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Física I - Exercícios, problemas - Unidade III
Definição de Energia cinética
- 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
- O que acontece com a energia cinética de um corpo, se a velocidade dobrar?
- 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 \( g = 10 m/s^2\)
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
- O que acontece com a energia potencial gravitacional de um corpo quando sua altura reduz para a metade?
- 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
- 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:
\[ W = F \cdot d \]
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
- O que acontece com o trabalho realizado se a força for o dobro e a distância for a metade?
- Se um corpo se move perpendicularmente à direção da força, qual é o valor do trabalho realizado?
Conversão de Trabalho em Energia Cinética
- 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.
- 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?
- Em quais situações o trabalho realizado é negativo? Dê um exemplo.