Questões de Física - Energia Mecânica e sua Conservação para Concurso

Em um experimento para estudo da conservação de energia, uma esfera é liberada do topo de uma rampa a partir de uma altura inicial até atingir a parte plana e horizontal da rampa. Nesse percurso ela passa inicialmente por um sensor fotoelétrico que inicia a contagem do intervalo de tempo até que ela passe pelo segundo sensor que encerra a mesma. Ambos os sensores se encontram na parte horizontal da rampa e medem o intervalo de tempo para percorrer uma distância de 30,0 cm. Sabendo-se que a esfera é considerada como uma partícula e que o intervalo de tempo obtido é de 0,160 s, determine qual deve ser a altura inicial aproximada, em unidades do Sistema Internacional, caso o sistema seja considerado conservativo. Considere g = 10,0 m/s².

Para verificar o princípio de conservação da energia, um estudante realiza um experimento no Laboratório de Física que consiste em soltar um conjunto de esferas de chumbo de massa M de uma mesma altura h por N vezes. A temperatura do conjunto é medida em cada um dos ensaios. Considerando-se g a aceleração gravitacional, ao final dos lançamentos, o estudante mede a temperatura do conjunto e conclui que:

Para estudar a conservação da quantidade de movimento, um professor de Física leva seus estudantes para o lago de Palmas. O estudante A, de massa M é colocado sobre uma prancha leve e plana de massa desprezível, enquanto que a estudante B, de massa m é colocada sobre outra prancha idêntica de frente para o primeiro estudante. Ambos flutuam sobre o lago e, inicialmente, eles estão de mãos dadas. Ao comando do professor os estudantes aplicam forças na direção contrária de modo que A empurra B e B empurra A. Desconsiderando-se o arrasto da prancha com a água, bem como a resistência do ar, pode-se afirmar que:

Um estudante de Física deseja elevar um objeto utilizando um sistema composto por N polias ideais e um fio, também ideal. Após a suspensão ele deseja mantê-lo equilibrado utilizando um contrapeso na outra extremidade do fio, cuja massa é de 500 g. Considerando-se que uma das polias será fixa, utilizada apenas para redirecionar a força no fio de modo a levantar o objeto, qual será a massa máxima a ser sustentada por esse sistema se o estudante utilizar 5 polias? Considere g = 10,0 m/s².

O sistema massa-mola representado na figura a seguir tem uma massa de 2 kg com carga elétrica de 4 mC e está pendurado sob a ação do campo gravitacional terrestre e de um campo elétrico uniforme de 200 N/C atuando verticalmente para cima:


Considerando que a deformação presente na mola na posição de equilíbrio é de 20 cm, qual é o valor da constante elástica dessa mola? (Considere: g = 10 m/s²)