Questões Militares Sobre energia mecânica e sua conservação em física

Uma pequena esfera de massa m é mantida comprimindo uma mola ideal de constante elástica k de tal forma que a sua deformação vale x. Ao ser disparada, essa esfera percorre a superfície horizontal até passar pelo ponto A subindo por um plano inclinado de 45° e, ao final dele, no ponto B, é lançada, atingindo uma altura máxima H e caindo no ponto C distante 3h do ponto A, conforme figura abaixo.

Considerando a aceleração da gravidade igual a g e desprezando quaisquer formas de atrito, pode-se afirmar que a deformação x é dada por

De acordo com a figura abaixo, a partícula A, ao ser abandonada de uma altura H, desce a rampa sem atritos ou resistência do ar até sofrer uma colisão, perfeitamente elástica, com a partícula B que possui o dobro da massa de A e que se encontra inicialmente em repouso. Após essa colisão, B entra em movimento e A retorna, subindo a rampa e atingindo uma altura igual a

Uma esfera de 5 kg cai de uma altura de 3,2 metros sobre um dispositivo provido de uma mola de constante elástica 40N/m para amortecer sua queda, como mostra a figura.

Adotando g = 10 m/s² e desprezando o atrito no sistema, pode-se afirmar que a velocidade (v) que a esfera atinge o mecanismo, em m/s, e a contração da mola (x), em metros, valem:

Observe a figura a seguir.

A figura acima mostra uma esfera presa à extremidade de um fio ideal de comprimento L, que tem sua outra extremidade presa ao ponto fixo C . A esfera possui velocidade v_A no ponto A quando o fio faz um ângulo de 60° com a vertical. Sendo ainda, v_A igual a velocidade mínima que a esfera deve ter no ponto A, para percorrer uma trajetória circular de raio L, no plano vertical, e sendo B, o ponto da trajetória onde a esfera tem velocidade de menor módulo, qual é a razão entre as velocidades nos pontos B e A, v_B /v_A ?

Uma mola de comprimento natural 3 m e de constante elástica 10 N/m tem uma extremidade fixada a 10 m do solo e, em sua outra extremidade, está preso um corpo de 2 Kg. No instante t₀, esse corpo se encontra a uma altura de 9 m do solo, com velocidade nula. Sabendo que o movimento subsequente desse corpo se dá sobre a reta vertical em que a mola se encontra e que tal corpo sofre apenas a ação das forças elástica e gravitacional, qual é a intensidade da velocidade máxima que esse corpo atingirá em seu movimento?

Considere a aceleração da gravidade g=10m/s² .

Um sólido, inicialmente em repouso a 20 metros de altura do solo, inicia um movimento de queda, sem atrito e sujeito apenas à ação da gravidade g=10m/s², vinculado a uma rampa inclinada plana que forma um ângulo de 45° com a vertical. O sólido abandonou essa rampa quando estava a uma altura de 10 metros do solo, e passou então a se mover em queda livre. A distância percorrida horizontalmente pelo sólido, após deixar a rampa inclinada até atingir o solo, foi de:

Observe a figura a seguir.

A figura acima mostra uma pessoa que desce uma rampa, perfeitamente lisa, de tal forma que a resistência do ar pode ser considerada desprezível. A descida ocorre de uma altura h que se encontra na vertical de um ponto A. Entretanto, a partir do ponto B passam a atuar forças dissipativas que desaceleram o conjunto pessoa-carrinho fazendo com que passe pelo ponto C com velocidade de 10 m/ s. De acordo com as informações apresentadas, é possível afirmar que a energia dissipada, em joules, foi de

Analise a figura a seguir.

Considere o bloco percorrendo a rampa ilustrada na figura acima, sendo que, ao passar pelo ponto A, o módulo de sua velocidade é V_A = 8,0m/s. Sabe-se que h = 2m e que o atrito entre as superfícies da rampa e do bloco é desprezível. Com relação ao ponto B da rampa, é correto afirmar que o bloco

Dado: g = 10m/s²

Na figura, temos um bloco de massa m = 30,0 kg preso a uma mola de constante elástica k=200 N/m e comprimento natural L = 3,00 metros, a qual tem seu outro extremo fixo no ponto O. O bloco é abandonado no ponto A com velocidade nula e desliza sem atrito sobre a pista de descida AB, a qual se encontra no plano vertical que contém o ponto O. A velocidade do bloco, em m/s, ao atingir o ponto B, aproximadamente, é:

Dado: g=10,0 m/s²

Observe a figura a seguir.

Dois blocos deslizam sobre uma superfície horizontal com atrito desprezível. Inicialmente, o bloco de massa m₁= 1,0kg tem velocidade v₁= 4,0m/s e o bloco de massa m₂ = 2,0kg tem velocidade v₂ = 1,0m/s, conforme indica a figura acima. Após um curto intervalo de tempo, os dois blocos colidirão, dissipando a máxima energia mecânica possível, que é, em joules,

Observe a figura a seguir.

Na figura acima o bloco de massa 30kg, que é abandonado do ponto A com velocidade zero, desliza sobre a pista AB. Considere que ao longo do percurso a força de atrito entre o bloco e a pista dissipa 60J de energia. A velocidade do bloco no ponto B, em m/s, é

Dado: g=10m/s² .

Dois satélites A e B descrevem uma órbita circular em torno da Terra. As massas e os raios são, respectivamente, mA = m e mB = 3m, RA = R e RB = 3R. Considere as afirmativas seguintes:

(I) A velocidade do satélite B é menor do que a velocidade do satélite A por possuir maior massa.

(II) A energia cinética do satélite A é menor do que a do satélite B.

(III) Considere a razão T²/r³, onde T é o período e r é um raio de uma órbita qualquer. O resultado da razão para o satélite A será diferente do resultado para o satélite B.

(IV) A energia potencial entre o satélite A e a Terra é igual a menos o dobro da sua energia cinética. O mesmo vale para o satélite B.

Com relação a essas afirmativas, conclui-se que

Um bloco de massa igual a 500 g está em repouso diante de uma mola ideal com constante elástica de 1,1 x 10⁴ N/m e será lançado pela mola para atingir o anteparo C com velocidade de 10 m/s. O percurso, desde a mola até o anteparo C, é quase todo liso, e apenas o trecho de 5 m que vai de A até B possui atrito, com coeficiente igual a 0,8. Então, a compressão da mola deverá ser

O bloco de massa M da figura é, em t = 0 , liberado do repouso na posição indicada ( x = -A ) e a seguir executa um MHS com amplitude A = 10 cm e período de 1,0 s. No instante t = 0,25 s , o bloco se encontra na posição onde

Em uma montanha russa, um carrinho com massa de 200 kg passa pelo ponto A, que possui altura de 50 m em relação à linha horizontal de referência, com velocidade de 43,2 km/h. Considerando que não há atrito e que g = 10 m/s² , a velocidade com que o carrinho passa pelo ponto B, que possui altura de 37,2 m em relação à linha horizontal de referência, é de aproximadamente:

A figura acima representa um jogo de bilhar em que foi dada, para a bola "A”, uma velocidade inicial V₀ de módulo V₀ = 3,05 m/s, com direção "DA" paralela ao eixo da mesa. Sabe-se que essa bola bateu na bola "B" e, em seguida, na bola "C", que estavam paradas. As bolas "A" e "C" batem perpendicularmente nos lados da mesa e, respectivamente, nos pontos "A" e "C", e a bola "B" bate no ponto " B ' " obliquamente. Supondo-se ainda superfícies sem atrito e impactos perfeitamente elásticos, determine as velocidades V_A, V_B e V_c com que as bolas batem nos lados da mesa, e assinale a opção correta. Considere que as bolas de bilhar são pontos materiais que se movem livremente, ao invés de esferas que rolam e deslizam. 

A figura acima representa um bloco de 50 kg que se move entre guias verticais. Considerando que o bloco é puxado 40 mm abaixo de sua posição de equilíbrio e liberado, assinale a opção que apresenta, respectivamente, o período de vibração, a velocidade máxima do bloco e a sua máxima aceleração.

Dados:

K₁ = 4 kN/m

K₂ = 6 kN/m

Desprezando-se todos os atritos e considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² , quando o trenó atingir o ponto B, que se encontra 7,2 m abaixo do ponto A, sua velocidade será de

Um bloco de massa 5,00 kg desce, com atrito desprezível, a pista da figura, sendo sua velocidade inicial V₀=4,00 m/s e a altura h=4,00m. Após a descida, o bloco percorre parte do trajeto horizontal AB, agora com atrito, e, então, colide com uma mola de  massa desprezível e constante k = 200 N/m. Se a compressão máxima da mola devido a essa colisão é Δx = 0,500 m, o trabalho da força de atrito, em joules, vale 

Dado: g = 10,0 m/ s². 

Considere uma força horizontal F aplicada sobre a cunha 1, de massa m₁ = 8,50 kg, conforme mostra a figura abaixo. Não há atrito entre a cunha e o chão, e o coeficiente de atrito estático entre a cunha e o bloco 2 , de massa m₂ = 8,50 kg, vale 0,200. O maior valor de F, em newtons , que pode ser aplicado à cunha, sem que o bloco comece a subir a rampa é