Questões de Vestibular de Física - Trabalho e Energia

Devido à estiagem, uma pequena central hidroelétrica (PCH) teve a altura de queda bruta (diferença entre o nível do reservatório e o nível da saída de água da hidroelétrica) reduzida em 40%. Levando em consideração que a potência de uma usina depende principalmente da altura de queda bruta e da vazão e desconsiderando outros fatores, podemos estimar a potência pela relação: Potência = η . Aceleração da gravidade . Altura de queda bruta . vazão . densidade
Onde: η é o rendimento do conjunto turbina gerador. Antes da estiagem, a hidroelétrica tinha uma vazão constante de 400 m³/s e uma altura de queda bruta de 25 metros. Mantendo a mesma vazão, devido à água armazenada no reservatório, e assumindo η = 0,7 , a aceleração da gravidade g=10 m/s², a densidade da água como 1 g/cm³ e 1 watt como sendo 1 J/s, a nova potência da usina será:

Desde sua invenção, no século XVIII, o ciclismo caiu no gosto popular. É comum em nossas cidades cruzarmos com vários grupos de pessoas pedalando, principalmente nos finais de semana. Um homem de 80 kg e sua esposa de 60 kg pedalam com velocidades iguais, em bicicletas idênticas, mantendo sempre velocidade uniforme. Se ambos sobem lado a lado uma rampa inclinada e atingem um patamar plano no mesmo instante, podemos afirmar que, na subida da rampa até atingir o patamar, a esposa em relação ao marido:

Uma carga pontual Q está fixa no vácuo. A linha tracejada na figura corresponde a uma circunferência de raio R e centro em Q. Uma outra carga pontual q é levada da posição A à posição B através da trajetória mostrada na figura em linha sólida. A constante elétrica no vácuo é denotada por k. O trabalho da força elétrica entre as posições A e B é igual a:

No percurso entre os pontos A e B, uma partícula material sofre variações em suas energias cinética e potencial respectivamente iguais a −6 J e +2 J. A energia que lhe foi dissipada nesse percurso é, em joules, igual a:

Em todos os lugares do mundo, principalmente aqueles com menos recursos, é comum o uso de dispositivos simples, como o “SARILHO” para a retirada de água de poços (veja as figuras).

Considere um poço com profundidade de “10 m”, num local em que a aceleração da gravidade vale “g = 10 m/s² ” e que o balde pode conter no máximo “20 L” de água. Sobre o valor do “trabalho mínimo” realizado por alguém para retirar apenas 1 balde de água do fundo desse poço, assinale a alternativa correta: (Considere a densidade da água igual a 1kg/L e despreze possíveis atritos.)