Questões de Física - Mecânica - Trabalho e Energia - Trabalho

Em um experimento realizado em 1843, o inglês James Prescott Joule mostrou que é possível aumentar a temperatura da água por meio da transferência de energia mecânica. O esquema representa a montagem do aparato utilizado por Joule nesse experimento.

(www2.montes.upm.es)

 

O aparato era composto por um recipiente termicamente isolado que continha água. No interior desse recipiente havia pás conectadas a pesos por um sistema de polias. Quando os pesos caíam por ação da gravidade, as pás giravam e agitavam a água, aquecendo-a levemente.

 

Um procedimento em que acontece a mesma transformação de energia ocorrida no experimento de Joule é

Um trenó de massa total 50,0 kg desce uma ladeira de 30,0 metros de altura, partindo do repouso, como mostrado na figura. Durante a descida, ele percorre 100 metros ao longo da rampa, e há uma força de atrito constante de 50,0 N que atua contra o movimento.

 

Considerando que a aceleração da gravidade é g = 10,0 m/s², qual é a velocidade do trenó ao final da ladeira?

Um cofre de 150 kg está sendo içado lentamente para o 8º andar de um prédio, quando o motor do guindaste trava. O cofre estava em repouso, a 22,0 m de altura do solo, quando se desprende do cabo e cai. Admita que a aceleração da gravidade é 10,0 m/s2. Qual o trabalho, em quilojoules, realizado pela força da gravidade desde o momento em que o cofre se solta até atingir o solo?

 

Despreze as dimensões do cofre.

A Figura mostra um Parafuso de Arquimedes. Uma fazenda utiliza um Parafuso de Arquimedes para transportar água de um rio para um reservatório, em um terreno mais elevado. O parafuso é girado, manualmente, por uma pessoa e a água é deslocada para cima, ao longo de um tubo helicoidal inclinado.

FIGURA

 

Analise as proposições sobre o Parafuso de Arquimedes.

 

I. O Parafuso de Arquimedes é um exemplo de máquina simples que converte movimento rotacional em movimento linear.

II. O Parafuso de Arquimedes é capaz de aumentar a eficiência de transporte de líquidos, utilizando uma inclinação suave.

III. A maior eficiência do Parafuso de Arquimedes acontece quando está inclinado a 90 graus.

IV. A energia necessária para girar o Parafuso de Arquimedes depende apenas do peso da água e não do ângulo de inclinação. V. O Parafuso de Arquimedes pode ser utilizado tanto para transportar líquidos quanto sólidos granulados, como grãos.

 

Assinale a alternativa correta.

Atenção: As medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por g. Quando for necessário, use g = 10 m/s² para o módulo da aceleração gravitacional. O texto a seguir é referência para a questão.

Um objeto de massa constante 𝒎 = 0,2 kg desloca-se em um movimento unidimensional ao longo de uma linha reta, e sua aceleração 𝒂 é medida em função do tempo 𝒕, obtendo-se, então, o gráfico a seguir:

Considerando os dados fornecidos no enunciado e no gráfico, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do trabalho total W realizado sobre o objeto entre os instantes t = 60 s e t = 70 s.

Observe, no gráfico a seguir, a relação entre a massa m de um corpo e a aceleração a que nele atua:

No gráfico, a área abaixo da curva representa a seguinte grandeza física: