Questões de Vestibular Sobre energia mecânica e sua conservação em física

Numa estação de esqui há duas pistas, uma para iniciantes e outra para pessoas mais experientes (profissionais). As duas pistas começam no topo de uma colina com uma altura de 320 m e terminam na base da mesma colina; contudo, a pista para pessoas mais experientes é mais curta e mais íngreme, conforme pode ser visto no cartaz informativo na base da estação (ver tabela a seguir).

                                                

Dois esquiadores, A e B, partem do repouso do topo da colina e percorrem toda a pista. O esquiador A vai pela pista para iniciantes, enquanto o esquiador B desce pela pista que se destina a profissionais. Admitindo que as forças de resistências sejam desprezíveis, podemos afirmar que

A figura ilustra um brinquedo oferecido por alguns parques, conhecido por tirolesa, no qual uma pessoa desce de determinada altura segurando-se em uma roldana apoiada numa corda tensionada. Em determinado ponto do percurso, a pessoa se solta e cai na água de um lago.



Considere que uma pessoa de 50 kg parta do repouso no ponto A e desça até o ponto B segurando-se na roldana, e que nesse trajeto tenha havido perda de 36% da energia mecânica do sistema, devido ao atrito entre a roldana e a corda. No ponto B ela se solta, atingindo o ponto C na superfície da água. Em seu movimento, o centro de massa da pessoa sofre o desnível vertical de 5 m mostrado na figura.

Desprezando a resistência do ar e a massa da roldana, e adotando g = 10 m/s ² , pode-se afirmar que a pessoa atinge o ponto C com uma velocidade, em m/s, de módulo igual a

O Sol irradia energia para o espaço sideral . Essa energia tem origem na sua autocontração gravitacional. Nesse processo, os íons de hidrogênio (prótons) contidos no seu interior adquirem velocidades muito altas, o que os leva a atingirem temperaturas da ordem de milhões de graus. Com isso, têm início reações exotérmicas de fusão nuclear, nas quais núcleos de hidrogênio são fundidos, gerando núcleos de He (Hélio) e propiciando a produção da radiação, que é emitida para o espaço. Parte dessa radiação atinge a Terra e é a principal fonte de toda a energia que utilizamos.

Nesse contexto, a sequência de formas de energias que culmina com a emissão da radiação solar que atinge a terra é

O sistema KERS (Kinetic Energy Recovery System), que pode ser traduzido como Sistema de Recuperação de Energia Cinética, foi sugerido pela primeira vez pelo físico Richard Feynman na década de 50. O sistema, que tem sido utilizado nos últimos anos nos carros de Fórmula 1 e agora também em carros de passeio, permite converter parte da energia cinética que seria dissipada devido ao atrito no momento da frenagem em alguma outra forma de energia que possa ser armazenada para uso posterior. Supondo que o sistema KERS de um carro forneça 50kW de potência e libere 400kJ de energia e assumindo que 80,0% dessa energia liberada seja convertida novamente em energia cinética, o intervalo de tempo máximo que o sistema pode ser acionado e a energia cinética adicional que fornece são, respectivamente,
O sistema KERS (Kinetic Energy Recovery System), que pode ser traduzido como Sistema de Recupera- ção de Energia Cinética, foi sugerido pela primeira vez pelo físico Richard Feynman na década de 50. O sistema, que tem sido utilizado nos últimos anos nos carros de Fórmula 1 e agora também em carros de passeio, permite converter parte da energia cinética que seria dissipada devido ao atrito no momento da frenagem em alguma outra forma de energia que possa ser armazenada para uso posterior. Supondo que o sistema KERS de um carro forneça 50kW de potência e libere 400kJ de energia e assumindo que 80,0% dessa energia liberada seja convertida no- vamente em energia cinética, o intervalo de tempo máximo que o sistema pode ser acionado e a energia cinética adicional que fornece são, respectivamente,

Uma esfera de massa m parte do repouso do alto de uma rampa de altura h (figura a seguir).





Sabendo­se que o valor da aceleração da gravidade local é g e que o coeficiente de atrito entre a esfera e a superfície é µ, em todo o percurso, qual a distância x que a esfera percorre até parar:

Um pêndulo com um fio de massa desprezível e comprimento L = 0,5m possui, presa à sua extremidade, uma esfera de ferro igual a 1,0kg. O pêndulo oscila formando um ângulo máximo de 60º com a vertical.

Nessas condições, é correto afirmar que o trabalho realizado pela força de tração do fio que exerce sobre a esfera, entre as posições A e B da figura, em joules, é igual a

A sonda Fênix é uma estrutura metálica que tem quatro metros de altura, pesa 460 kg, mede aproximadamente 53 centímetros de largura (diâmetro), desceu um buraco de aproximadamente 700 m e gastou em média 15 minutos para descer nesse buraco. Considere que o sentido positivo é para baixo e gravidade no local é de aproximadamente g =10 0, m /s² . Sendo assim, o trabalho da força peso e a variação da energia cinética, em joule, quando a sonda está a 350 m da boca do buraco e a sua velocidade instantânea é v = 0,1 m/s são, respectivamente:

Uma pessoa de peso 500 N desce de elevador do décimo andar de um edifício até o térreo. Se o décimo andar encontra-se 30 metros acima do andar térreo, pode-se afirmar que a energia potencial gravitacional dessa pessoa

Em alguns parques de diversão, há um brinquedo radical que funciona como um pêndulo humano. A pessoa, presa por uma corda inextensível amarrada a um ponto fxo acima de sua cabeça, é erguida por um guindaste até uma altura de 20 m. A partir daí, ela é solta fazendo um movimento pendular. Veja a fgura.



Se admitirmos a aceleração da gravidade de 10 m/s² e desprezarmos qualquer tipo de atrito, a velocidade com que a pessoa passará no ponto A mais baixo da trajetória, em km/h, será de

Dois carros idênticos U e V sobem, respectivamente, as rampas planas I e II, de comprimentos iguais e inclinações diferentes. Suponha que a rampa II seja mais íngreme do que a rampa I. Considerando-se constantes e iguais em módulo as velocidades dos carros e denotando-se por P_U e P_V as potências empregadas pelos motores dos carros U e V, respectivamente, pode-se afirmar corretamente que