Física - Livro 3-089-092

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89
industriais, esse reaproveitamento é feito por um processo
chamado de cogeração. A figura a seguir ilustra um exem-
plo de cogeração na produção de energia elétrica.
Cogeração de energia elétrica
Energia
elétrica
secundária
Gases de
exaustão
Energia
elétrica
primária
Entrada de
combustível
HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson
Learning, 2003. (Adapt.)
Em relação ao processo secundário de aproveitamento
de energia ilustrado na gura, a perda global de ener-
gia é reduzida por meio da transformação de energia:
A térmica em mecânica.
 mecânica em térmica.
C química em térmica.
 química em mecânica.
 elétrica em luminosa.
Texto para as questões 37 e 38.
Na gura a seguir, está esquematizado um tipo de usi-
na utilizada na geração de eletricidade.
h
Turbina
Torre de
transmissão
Gerador
Água
37 Enem A eficiência de uma usina, do tipo da represen-
tada na figura, é da ordem de 0,9, ou seja, 90% da
energia da água no início do processo transforma-se
em energia elétrica A usina Ji Paraná, do estado de
Rondônia, tem potência instalada de 512 milhões de
watt, e a barragem tem altura de, aproximadamente,
120 m. A vazão do rio Ji-Paraná, em litros de água por
segundo, deve ser da ordem de:
A 50
 500
C 5 000
 50 000
 500 000
38 Enem No processo de obtenção de eletricidade, ocor-
rem várias transformações de energia Considere
duas delas:
I. cinética em elétrica II. potencial gravitacional
em cinética
Analisando o esquema, é possível identicar que elas
se encontram, respectivamente, entre:
A I. a água no nível h e a turbina;
II. o gerador e a torre de distribuição.
 I. a água no nível h e a turbina;
II. a turbina e o gerador.
C I. a turbina e o gerador;
II. a turbina e o gerador.
 I. a turbina e o gerador;
II. a água no nível h e a turbina.
 I. o gerador e a torre de distribuição;
II. a água no nível h e a turbina.
39 UEL Um corpo, inicialmente em repouso, é submeti-
do a uma força resultante F, cujo valor algébrico varia
com o tempo, de acordo com o gráfico a seguir.
I II III
t
F
Considerando os intervalos de tempo I, II e III, a ener-
gia cinética do corpo aumenta:
A apenas no intervalo I.
 apenas no intervalo II.
C apenas no intervalo III.
 apenas nos intervalos I e II.
 nos intervalos I, II e III.
40 UPE 2011 Considere um bloco de massa m ligado a
uma mola de constante elástica k = 20 N/m, como
mostrado na figura a seguir. O bloco encontra-se pa-
rado na posição x = 4,0 m. A posição de equilíbrio da
mola é x = 0.
k
0 2 4
x (m)
m
O gráco a seguir indica como o módulo da força elás-
tica da mola varia com a posição x do bloco.
80
40
0 2 4 x (m)
|F| (N)
O trabalho realizado pela força elástica para levar o
bloco da posição x = 4,0 m até a posição x = 2,0 m,
em joules, vale:
A 120
 80
C 40
 160
 –80
FÍSICA Capítulo 10 Trabalho, potência e energia90
41 FGV 2017 Segundo o manual do proprietário de deter-
minado modelo de uma motocicleta, de massa igual a
400 kg, a potência do motor é de 80 cv (1 cv ≅ 750 W).
(https://goo.gl/9aeM0K.com)
Se ela for acelerada por um piloto de 100 kg, à plena
potência, a partir do repouso e por uma pista retilínea
e horizontal, a velocidade de 144 km/h será atingida
em, aproximadamente,
A 4,9 s.
b 5,8 s.
C 6,1 s.
d 6,7 s.
e 7,3 s.
42 Ufac Um corpo de 12 kg de massa desliza sobre uma
superfície horizontal sem atrito, com velocidade de
10 m/s, e passa para uma região onde o coeficiente
de atrito cinético é 0,50 Qual é o trabalho realizado
pela força de atrito após ter o bloco percorrido 5,0 m
na região com atrito? E qual é a velocidade do bloco
ao final desses 5,0 m?
Dado: g = 10 m/s
2
.
A 300 6 5J e m/s
b 300 6J e 5 m/s
C −900 5J e 6 m/s
d 900 6J e 5 m/s
e −300 2J e 5 m/s
43 UFPR Um caminhão transporta um bloco de mármo-
re de 4  000 kg por uma estrada plana e horizontal
e, num dado instante, sua velocidade é de 20 m/s.
O bloco não está amarrado nem encostado nas late-
rais da carroceria. Considere o coeficiente de atrito
estático entre o bloco e a carroceria igual a 0,40 e
a aceleração da gravidade 10 m/s2. É correto afirmar:
J necessitando parar o caminhão em menos de
50 m, o bloco escorregará em direção à cabina do
motorista.
J a carroceria exerce uma força vertical sobre o bloco
de módulo igual a 40 kN.
J se num certo instante o caminhão necessitar pa-
rar, o trabalho realizado sobre o bloco será igual
a –160 kJ.
J a força resultante exercida pela carroceria sobre
o bloco tem direção vertical quando o caminhão
está acelerado.
J para percorrer com segurança uma curva com raio
225 m, de modo que o bloco não escorregue la-
teralmente, a velocidade do caminhão deve ser
menor ou igual a 30 m/s.
44 Fuvest 2011 Usando um sistema formado por uma cor-
da e uma roldana, um homem levanta uma caixa de
massa m, aplicando na corda uma força F, que for-
ma um ângulo θ com a direção vertical, como mostra
a figura.
y
b
y
g
F
θ
x
y
a
m
O trabalho realizado pela resultante das forças que
atuam na caixa peso e força da corda , quando o
centro de massa da caixa é elevado, com velocidade
constante v, desde a altura ya até a altura yb, é:
A nulo.
b F ⋅ (yb – ya)
C mg ⋅ (yb – ya)
d F ⋅ cos θ ⋅ (yb ya)
e mg ⋅ (yb – ya) +
mv2
2
45 FEI O gráfico a seguir é uma reta e representa a varia-
ção da força resultante que atua em um corpo de 1,2 kg
em função do deslocamento. Sabe-se que a velocida-
de na posição x = 2 m é de 4 m/s.
50
10
F
R
(N)
x (m)
Qual é a velocidade do corpo na posição x = 4 m?
A 10 m/s
b 6 m/s
C 8 m/s
d 16 m/s
e 9,6 m/s
46 FEI Um corpo de peso P = 20 N sobe um plano incli-
nado sem atrito, puxado por uma força F paralela a
esse plano. O corpo parte do repouso e, após dois
segundos, atinge uma altura de dois metros acima do
ponto de partida. A potência desenvolvida pela força
F é dada pelo gráfico a seguir.
210
50
P (W)
t (s)
Determine o trabalho realizado pela força F nos dois
primeiros segundos do movimento e a velocidade do
corpo no m desse tempo. Adote para os cálculos o
valor g = 10 m/s2.
F
R
E
N
T
E
 1
91
47 Uma partícula de massa = 10 kg acha-se em repouso
na origem do eixo Ox, quando passa a agir sobre ela
uma força resultante F, paralela ao eixo.
De x = 0 a x = 4,0 m, a intensidade de F é constante,
de modo que F = 120 N. De x = 4,0 m em dian-
te, F adquire a intensidade que obedece à função:
F = 360 – 60x (SI).
a) Trace o gráfico da intensidade de F em função
de x.
b) Determine a velocidade escalar da partícula no
ponto de abscissa x = 7,0 m.
48 UEL Partindo do repouso, e utilizando sua potência
máxima, uma locomotiva sai de uma estação puxando
um trem de 580 toneladas. Somente após 5 minutos, o
trem atinge sua velocidade máxima, 50 km/h. Na esta-
ção seguinte, mais vagões são agregados e, desta vez,
o trem leva 8 minutos para atingir a mesma velocidade
limite. Considerando que, em ambos os casos, o trem
percorre trajetórias aproximadamente planas e que as
forças de atrito são as mesmas nos dois casos, é corre-
to afirmar que a massa total dos novos vagões é:
 238 t
 328 t
c 348 t
d 438 t
e 728 t
49 Fuvest Dois móveis, A e B, são abandonados simulta-
neamente de uma altura h acima do solo.
A
h
B
O móvel A cai em queda livre e o móvel B escorrega
por um plano inclinado sem atrito Podemos armar
que:
 A atinge o solo ao mesmo tempo em que B e com
velocidade maior que a de B
 A atinge o solo ao mesmo tempo em que B e com
velocidade menor que a de B.
c A atinge o solo ao mesmo tempo em que B e com
velocidade igual à de B.
d A atinge o solo antes de B e com velocidade igual
à de B.
e A atinge o solo antes de B e com velocidade maior
que a de B.
50 UFMS Sobre o trabalho de uma força de módulo
constante atuante sobre uma partícula, assinale a(s)
alternativa(s) correta(s).
01 Será nulo se não houver deslocamento da partícula.
02 Será nulo se a força for perpendicular ao desloca-
mento da partícula.
04 Será o mesmo qualquer queseja a trajetória se
guida entre dois pontos pela partícula se a força
for conservativa.
08 Se a força atuante sobre a partícula for única, seu
trabalho será maior do que a variação da energia
cinética da partícula.
16 Se a força atuante sobre a partícula for centrípeta,
seu trabalho será negativo.
Soma:
51 UFF Dois brinquedos idênticos, que lançam dardos
usando molas, são disparados simultaneamente na
vertical para baixo.
1
I II
As molas com os respectivos dardos foram inicialmen
te comprimidas até a posição 1 e, então, liberadas.
A única diferença entre os dardos I e II, conforme
mostra a gura, é que I tem um pedaço de chumbo
grudado nele, que não existe em II.
Escolha o gráco que representa as velocidades dos
dardos I e II, como função do tempo, a partir do instan
te em que eles saem dos canos dos brinquedos.
 II
I
v
t

II
Iv
t
c
II
Iv
t
d
I = II
v
t
e
Iv
t
II
FÍSICA Capítulo 10 Trabalho, potência e energia92
52 UFPB Ao brincar em sua casa com carrinhos de corri-
da, um garoto constrói uma rampa que tem o perfil da
figura a seguir.
altura
A
B
x
O garoto solta uma bola de gude do ponto A, com
velocidade inicial v0, e, à medida que a bola percorre
a pista, verica como varia sua velocidade. Despre-
zando-se o atrito, pode-se concluir que o gráco que
melhor representa a variação da energia cinética da
bola de gude entre os pontos A e B é:
A
A
E
c
x
B
 E
c
x
A
B
C E
c
x
B
A
 E
c
x
BA
 E
c
x
A B
53 Enem 2012 Os carrinhos de brinquedo podem ser de
vários tipos. Dentre eles, há os movidos a corda, em
que uma mola em seu interior é comprimida quando a
criança puxa o carrinho para trás. Ao ser solto, o carri-
nho entra em movimento enquanto a mola volta à sua
forma inicial.
O processo de conversão de energia que ocorre no
carrinho descrito também é vericado em
A um dínamo.
 um freio de automóvel.
C um motor a combustão.
 uma usina hidroelétrica.
 uma atiradeira (estilingue).
54 Fuvest Um corpo de massa m é lançado com velocida-
de inicial V0 na parte horizontal de uma rampa, como
indicado na figura a seguir Ao atingir o ponto A, ele
abandona a rampa, com uma velocidade VA (VAX, VAY),
segue uma trajetória que passa pelo ponto de máxima
altura B e retorna à rampa no ponto C. Despreze o
atrito. Sejam hA, hB e hC as alturas dos pontos A, B e C,
respectivamente, VB (VBX, VBY) a velocidade do corpo
no ponto B e VC (VCX, VCY) a velocidade do corpo no
ponto C.
h
A
h
B
h
C
A
y
B
C
0V
g
Considere as armações:
I. V0 = VAX = VBX = VCX
II. VAX = VB = VCX
III.
1
2
1
2
2 2
mV mV mg h hB A B A= - -( )
IV.
1
2
0
2
mV mghB=
V.
1
2
2
mV mg h hAY B A= ( )
São corretas as armações:
A todas.
 somente I e II.
C somente II, III e IV.
 somente II, III, IV e V.
 somente II, III e V.
55 Fuvest 2019 Dois corpos de massas iguais são soltos,
ao mesmo tempo, a partir do repouso, da altura h1 e
percorrem os diferentes trajetos (A) e (B), mostrados
na figura, onde x1 > x2 e h1 > h2.
(A)
h
2
h
1
x
1
x
1
x
2
x
2
(B)
Considere as seguintes armações:
I. As energias cinéticas finais dos corpos em (A) e
em (B) são diferentes.
II. As energias mecânicas dos corpos, logo antes de
começarem a subir a rampa, são iguais.
III. O tempo para completar o percurso independe
da trajetória.
IV. O corpo em (B) chega primeiro ao final da traje-
tória.
V. O trabalho realizado pela força peso é o mesmo
nos dois casos.
É correto somente o que se arma em
Note e adote: desconsidere as forças dissipativas.
A I e III.
 II e V.
C IV e V.
 II e III.
 I e V.