Questões de Concurso Sobre energia mecânica e sua conservação em física

Um pêndulo balístico está preso por uma haste desprezível e pode movimentar-se livremente sem perdas de energia devido ao atrito. Um projétil de arma de fogo é disparado contra o pêndulo, permanecendo ali alojado após o impacto. Considerando a massa do pêndulo M e do projétil m, e o impacto, capaz de elevar o centro de massa do pêndulo à uma altura h, podemos descrever a velocidade inicial do projétil (v_p) por:

Dois pêndulos, de mesmo comprimento, estão inicialmente dispostos conforme a figura ao lado. O pêndulo x, de massa 100 g, é lançado com uma velocidade de 5 m/s e colide com o pêndulo Y, de massa 150 g. Considere que a aceleração da gravidade, no local onde o experimento foi realizado, vale 9,8 m/s2. Supondo que a colisão é perfeitamente inelástica e desprezando as massas dos fios inextensíveis, bem como qualquer efeito de atrito.
Qual a altura máxima alcançada pelo centro de massa do sistema, após a colisão, em relação à posição inicial da esfera Y? 

Sobre a lei da conservação da energia mecânica, afirma-se que a energia mecânica é sempre conservada quando

Uma chapa é fixada a uma base por meio de três parafusos idênticos, com diâmetro ∅ = 22𝑚𝑚. A chapa sustenta uma estrutura cuja carga é igual a 𝐹 = 120𝑘𝑁, conforme indicado na figura a seguir:

Assinale a alternativa que apresenta o valor CORRETO da tensão média de cisalhamento nos parafusos:

Qualquer movimento que se repete em intervalos regulares é denominado de movimento periódico ou movimento harmônico simples (MHS). Um dos sistemas mais simples que podem executar um MHS é constituído por um bloco de massa 𝑚 preso à extremidade de uma mola (supostamente ideal e de massa desprezível), apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito, com a outra extremidade da mola fixa. Considere as seguintes afirmativas com relação a um sistema massa-mola ideal, colocado para oscilar em MHS em torno da posição de equilíbrio, fixado como 𝑥 = 0:

I. Nos pontos de retorno do movimento do bloco, a energia cinética é nula e a energia mecânica é somente do tipo potencial elástica.

II. Na posição de equilíbrio, a velocidade do bloco é máxima e a energia mecânica é somente do tipo cinética.

III. Em qualquer ponto do movimento do bloco em MHS, a energia mecânica do sistema massa-mola é constante.

Assinale a alternativa correta:

Um movimento oblíquo carrega consigo, basicamente em condições ideais, dois tipos básicos de energia: a energia cinética e a energia potencial. Sobre esses dois tipos de energia no movimento, é correto afirmar que 

Um carrinho parte do repouso de uma altura h e após alguns segundos chega com a mesma energia mecânica à posição C, que corresponde a um terço da altura inicial. Sobre a velocidade do carrinho no ponto C é correto afirmar que:

Marque a alternativa correta: os resistores são elementos de circuito que consomem energia elétrica, convertendo-a integralmente em energia térmica. A conversão de energia elétrica em energia térmica é chamada de:

Um caminhão de 1200 Kg trafega em uma estrada a uma velocidade constante de 12m/s. Qual a energia cinética desse veículo?

A  metralhadora  Browning  .50,  de  fabricação   norte‐americana,  é  uma  das  armas  mais  utilizadas  pelos  exércitos no mundo, devido à sua versatilidade em combate. É utilizada como arma antiaérea, terrestre e naval. Supondo que um projétil dessa arma, de massa igual a 100 g, saia do cano  com  velocidade  inicial  igual  a  900  m/s  e  atinja horizontalmente  um  bloco  de  concreto  de  massa  igual  a 90 kg, que está em repouso sobre um plano horizontal sem atrito, e que o projétil penetre e se aloje no bloco, assinale a alternativa  que  apresenta  a  velocidade,  aproximada,  do  conjunto projétil‐bloco após o choque. 

Quedas  livres  gigantescas,  forças  G,  loopings  e  muita adrenalina  são  atrativos  de  grandes montanhas‐russas  ao  redor  do  planeta.  A  figura  a  seguir  mostra  um  carrinho  de montanha‐russa, de massa m. Esse carrinho chega ao ponto A com velocidade vA, o atrito é desprezível, g = aceleração da 


A  partir  dessas  informações  e  da  figura  acima,  assinale  a alternativa que apresenta a velocidade do carro no ponto B. 

A degenerescência é um conceito importante na física atômica e molecular e pode ser entendida mesmo classicamente. Considere três paralelepípedos retos de seis faces. Considerando a energia potencial (V=mgh), onde m é a massa do corpo e h é a altura do centro de massa em relação superfície sobre a qual uma das faces do corpo está apoiada, analise as afirmações a seguir

I. Para o paralelepípedo de lados (a = b < c) , o nível mais baixo de energia potencial possui degenerescência igual a -1.

II. Para o paralelepípedo de lados (a < b < c), existem três níveis diferentes de energia, cada um com degenerescência igual a 2.

III. Para o paralelepípedo com lados (a = b = c) , temos o menor valor de degenerescência.

IV. No que se refere a estes três corpos, podemos concluir corretamente que quanto maior o grau de simetria do sistema maior é a degenerescência.

Está correto o que se afirma em

Um recipiente adiabático de volume V é dividido em dois volumes iguais V₁ e V₂. Inicialmente, um gás ideal é confinado no volume V₁. O volume V₂ é evacuado. A partição que separa os dois volumes é então removida e o gás que estava no volume V₁ passa a ocupar os dois volumes V=V₁ + V₂. Se a temperatura inicial do gás era T₀, podemos afirmar que

Uma partícula de massa m se encontra num potencial do tipo

A constante μ é um número positivo. Determine os pontos de estabilidade para o movimento da partícula. Para pequenas oscilações em torno dos pontos de equilíbrio estável a frequência angular de oscilação é

Um projétil metálico, de massa m e calor específico c , acerta uma placa metálica com velocidade v. Durante o impacto, 50% da energia cinética do projétil é convertida em calor absorvido pelo projétil. O aumento de temperatura do projétil é

A equivalência massa-energia prevista pela teoria da relatividade restrita permite explicar a grande variação de massa nos processos de decaimento de partículas. Considere a reação de decaimento do káon, em dois píons é dada por

K⁺ → π⁺ + π⁰

onde são as massas de repouso das partículas K⁺ , π⁺ e π⁰ . Com base na tabela a seguir, onde Y é o fator de Lorentz, v é a velocidade das partículas em relação ao referencial do laboratório e c a velocidade da luz, pode-se afirmar que o módulo da velocidade das partículas resultantes da desintegração do káon, em relação ao referencial do laboratório, em termos de c, é: