Um bloco de massa m = 2,0 kg está se deslocando com uma velocidade v = 5,0 m/s.
a)Qual é a Ec deste bloco?
b)Quantas vezes menor seria a valor de Ec se a massa do bloco fosse três vezes menor?
c)Quantas vezes maior se tornaria a Ec se a velocidade do bloco fosse duplicada?
d)O que aconteceria com a Ec se apenas a direção de v fosse alterada? Por que?
Uma bala de revólver, cuja massa é de 20 g, tem uma velocidade de 100 m/s. Esta bala atinge o tronco de uma árvore e nele penetra em a certa distancia até parar.
a)Qual era a Ec da bala antes de colidir com a árvore?
b)Então, qual o trabalho que a bala realizou ao penetrar no tronco da árvore?
O corpo passou pelo ponto A com a energia cinética EcA = 30 J. A Força F que atua no corpo realiza, sobre ele, no trajeto de A até B, um trabalho T = 15. Considerando desprezível a força de atrito, responda:
a)Qual a quantidade de energia transferida ao corpo pela força F?
b)Então qual será a energia cinética do corpo em B?
Considere os mesmos dados do exercício anterior mas suponha, agora, que a força de atrito não seja desprezível e realize sobre o corpo, de A até B, um trabalho T = -5 J.
a)A força de atrito está entregando energia ao corpo ou retirando-a dele?
b)Qual o trabalho total Tab realizado pelas forças que atuam no corpo?
c)Qual o valor da energia cinética do corpo ao passa por B?
Um satélite artificial está girando, em movimento circular uniforme, em torno do centro da Terra.
a)Qual é o ângulo θ entre a força F de atração da Terra e a velocidade v do satélite? Resposta: θ = 90º
b)Baseando-se na resposta da questão anterior, diga qual é o trabalho que a força F realiza sobre o satélite.
c)Então, a força F está transferindo energia para o satélite?
d)Logo, a Ec do satélite está aumentando, diminuindo ou permanecendo constante?
Ec – Energia Cinética
EcA – Energia Cinética ( em que passou pelo ponto A)
Tab – Trabalho total
Peço todos os cálculos bem explicados, pois quero aprender a matéria.
Vale 5 estrelas (melhor resposta) .
Respostas de acordo o livro
2- b) 100 J
não é – 100 J
Mude
EDIÇÃO: Eu consertei o 2) b.
1) a) A energia cinética (Ec) é dada por Ec = mv²/2, onde m é a massa do corpo e v é a sua velocidade. A massa deve estar em quilogramas (kg) e a velocidade deve estar em metros por segundo (m/s). Nesse caso, a massa m = 2,0 kg, e a velocidade v = 5,0 m/s. Logo:
Ec = mv²/2 = 2*5²/2 = 5² = 25 J (joules)
b) Se a nova massa M do outro bloco fosse três vezes menor que a massa original, ou seja M = m/3, a energia cinética seria:
Ec = Mv²/2 = (m/3)*v²/2 = (1/3)*mv²/2. Isso equivale a (1/3) de mv²/2, ou seja, 1/3 do valor original da energia cinética. Logo, a Ec se tornaria três vezes menor.
c) Se a nova velocidade V fosse duas vezes maior que a velocidade original, ou seja, V = 2v, a energia cinética seria:
Ec = mV²/2 = m*(2v)²/2 = m*4v³/2 = 4mv²/2. Como mv²/2 equivale ao valor original da energia cinética, então esse novo valor corresponde a quatro vezes o valor original da energia cinética. Logo, a Ec se tornaria quatro vezes maior.
d) Não mudaria. Apenas a direção estaria sendo alterada, mas o módulo (tamanho) continuaria o mesmo. A energia cinética só depende do módulo v da velocidade.
2) A massa da bala de revólver é 20 g; convertendo-a para kg, isso equivale a 20 * 10^-3 (20 vezes dez elevado a menos três) kg.
a) Ec = mv²/2 = (20*10^-3)*(100)²/2 = (20)*(10^-3)*(10²)²/2 = (20)*(10^-3)*(10^4)/2 = 20*10/2 = 200/2 = 100 J
b) Trabalho é igual a energia transferida. Primeiramente, vamos analisar a variação de energia da bala. A energia cinética inicial da bala (antes de penetrar na árvore) era 100 J e a energia cinética final (após parar) era 0 J (pois a velocidade é zero após parar). A variação de energia cinética da bala foi igual a energia cinética final menos energia cinética inicial, ou seja, 0 – 100 = -100 J.
Assim, como a variação de energia foi negativa, a bala perdeu 100 J de energia, que foram transferidos para a árvore; portanto, a árvore ganhou 100 J. Logo, o trabalho realizado pela bala na árvore é igual a 100 J.
3) A força F que atua no corpo realiza, sobre ele, no trajeto de A até B, um trabalho T = 15 J:
a) Se trabalho corresponde a energia transferida, então a energia transferida ao corpo foi 15 J.
b) Se o corpo recebeu 15 J de energia, então a energia cinética vale 30 + 15 = 45 J
4) a) Está retirando energia, pois o valor do trabalho que realiza é negativo (-5).
b) O trabalho total é a soma dos trabalhos realizados por cada força:
Tab = 15 + (-5) = 15 – 5 = 10 J
c) Se o trabalho total realizado pela força foi de 10 J, então transferiu 10 J ao corpo; logo, a energia cinética vale 30 + 10 = 40 J.
5) Um satélite artificial está girando, em movimento circular uniforme, em torno do centro da Terra.
a) A Terra está atraindo o satélite com uma força F; como o satélite está realizando movimento circular uniforme, essa força F está atuando como força centrípeta (direcionada ao centro da Terra). Em qualquer movimento circular, a força centrípeta sempre faz um ângulo de 90º com a velocidade; logo, θ = 90º.
b) O trabalho é nulo, pois o trabalho pode ser dado por F*d*cos(θ), onde F é a força, d é o deslocamento que essa força provoca e θ é o ângulo entre a força e o deslocamento. Nesse caso, o ângulo entre a força e o deslocamento é de 90º; como o valor de cos(90º) é zero, o trabalho será nulo.
c) Não, pois o trabalho é nulo.
d) Está permanecendo constante, pois não está havendo transferência de energia da Terra para o satélite.