Questões de Concurso Sobre energia mecânica e sua conservação em física

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:

Numa pista de prova um automóvel de massa 1,50 . 10³ kg é acelerado uniformemente, a partir do repouso, e adquire a velocidade de 144 km/h, em 10 s. Considerando 1 hp ≅ 750 W, a potência média desenvolvida pelo automóvel nesse percurso, em hp, foi, aproximadamente, de

Num parque de diversões, um menino de massa 40 kg escorrega por um tobogã, partindo do repouso de um ponto à altura de 6,0 m em relação à base do brinquedo, onde o menino chega com velocidade de 8,0 m/s. Adote g = 10 m/s².

O trabalho realizado pela força de atrito que atua no menino tem módulo, em joules,

A velocidade máxima que um carro de massa m pode ter para não perder contato com a pista no ponto mais alto de uma elevação em forma de um arco de circunferência de raio R é

Dois blocos A e B com massa M_A = 10 kg e M_B = 5 kg encontram-se unidos por um fio de massa desprezível e estão apoiados sobre um plano inclinado, conforme ilustrado abaixo. Sabe-se que entre os blocos e plano inclinado existe uma película de óleo lubrificante com espessura h = 0,2 mm. A área de contato de cada bloco com a superfície dos blocos e o óleo é 0,05 m². A viscosidade do óleo é 0,1 Pa . s.

Supondo que o perfil de velocidades na camada de óleo entre o plano inclinado e cada um dos blocos seja linear e que g=10 m/s² , é correto afirmar que a velocidade terminal dos blocos nessa condição é:

Um painel solar fotovoltaico, equipamento de uso bastante difundido nos últimos anos de crise energética no Brasil, é utilizado para

Três bolas idênticas, A, B e C, sujeitas apenas à ação da força gravitacional, são lançadas simultaneamente, com módulos de velocidade iguais, de uma mesma altura h do solo: uma verticalmente para cima ( A ), outra verticalmente para baixo ( B ) e a outra horizontalmente para a direita ( C ). Os módulos das velocidades com que as bolas atingem o solo será tal que:

Em uma pista de boliche, uma bola A ficou, acidentalmente, parada bem no meio da pista. Um competidor conseguiu a proeza de atingi-la com outra bola idêntica B. Imediatamente após a colisão, as bolas passaram a se mover em direções diferentes. O ruído provocado pela colisão foi ouvido por todos os presentes. A respeito dessa colisão, é correto afirmar que

No sistema mostrado na Figura abaixo, o coeficiente de atrito μ entre a superfície e o bloco de massa m = 500 g é igual a 0,75; a constante de rigidez da mola linear é igual a 16 kN/m; e a área do pistão do atuador é igual a 3 cm² . Quando a pressão p é nula, a mola está indeformada.

Quando a pressão p aplicada no pistão do atuador é igual a 82,5 kPa, e a mola apresenta uma deflexão igual a 1 mm, a aceleração, em m/s² , do bloco de massa m é igual a

Dado

g = 10 m/s²

Considerando-se uma classificação pela forma como a energia é cedida ao fluido, que bomba é considerada como volumétrica ou de deslocamento positivo?

Sendo o modelo linear da força gerada por um elemento dissipador mecânico dada por F = bv , na qual b é um coeficiente positivo constante e v é a velocidade relativa entre as partes móveis do dissipador, a energia dissipada nesse elemento é dada por

O efeito da atiradeira gravitacional é produzido por uma “colisão” sem impacto de uma nave espacial com um planeta. Esse efeito é utilizado para fornecer um impulso adicional a uma nave espacial, aumentando sua velocidade.

A figura, a seguir, representa o planeta Saturno movendose em sentido x negativo, com uma velocidade orbital em relação ao Sol de módulo igual a v_planeta. Uma nave espacial dele se aproxima a uma velocidade de módulo igual a v_{inicial da nave} em relação ao Sol. A força gravitacional de Saturno faz que a nave mude de direção e retorne em sentido oposto.

Considerando a trajetória da nave como retilínea e que m_nave << M_planeta, sua velocidade final, depois que se afasta de modo que não sinta mais a atração gravitacional do planeta, é

O trabalho total realizado pelas forças externas sobre um corpo relaciona-se ao deslocamento do corpo, ou seja, às suas variações de posição. Contudo, o trabalho total também é relacionado à velocidade do corpo por meio do teorema trabalho-energia cinética, que

Um atirador próximo dispara com uma espingarda de ar comprimido um pequeno chumbinho de borracha com massa igual a 0,002kg. O projétil desloca-se com velocidade aproximadamente horizontal igual a 50m/s e atinge uma pequena partícula esférica de massa 0,03kg, inicialmente parada. A partícula esférica está posicionada na extremidade de uma corda de comprimento igual a L = 2.0m, conforme pode ser visto na figura abaixo. Assumindo que a colisão entre o projétil e a partícula seja perfeitamente elástica, determine qual deve ser a altura aproximada h adquirida pela partícula após a colisão.

Um projétil com massa igual a 0,005kg deslocando-se com velocidade horizontal de 600m/s atinge uma parede vertical. O projétil para 20cm dentro da parede sólida. Os valores da mudança em sua energia mecânica e a magnitude da força média dissipativa exercida pela parede para parar o projétil são, respectivamente:

Uma partícula esférica de raio r e massa m rola com atrito sem deslizar em uma rampa de lançamento (ver figura abaixo). A partícula é solta do ponto P, que está a uma altura H em relação à base da rampa. A menor altura de lançamento para que a partícula efetue a trajetória circular de raio R e não perca contato com a calha será:

Um carrinho de massa m = 2 kg é lançado de duas formas diferentes, e sua velocidade é medida ao final de um percurso. A primeira forma corresponde a abandoná-lo do alto de uma rampa curva, de uma altura h = 5 m. Nessa situação, ele chega ao final da rampa com velocidade 10 m/s. A segunda forma corresponde a utilizar um mecanismo disparador, com uma mola de constante elástica grande, e lançar o carrinho em uma superfície horizontal plana. Nessa segunda forma, a velocidade de saída do mecanismo disparador é proporcional à compressão da mola antes do lançamento, e, no primeiro teste feito com o mecanismo disparador, com a mola comprimida de 10 cm, o carrinho atingiu a velocidade de 10 m/s.

Desprezando os efeitos de atritos, para obter, nos dois casos, a velocidade final de 20 m/s, a altura de abandono do carrinho e a compressão da mola devem ser, respectivamente,

Alguns professores fazem a analogia da eletricidade percorrendo um fio como sendo água percorrendo uma mangueira. A corrente elétrica seria o fluxo de água e a resistência elétrica seria o diâmetro da mangueira. Assinale a alternativa que estabelece a correta analogia com a tensão elétrica.