Energia mecânica( aplicação em exercícios )

Orientações aos alunos:
* Leia com atenção e observe os exemplos.
* Assistam às aulas pelo CMSP, TV, vídeo aulas no Stoodi e pesquisem em livros dodáticos ou pela internet.
* Enviem as atividades para o E-mail: josecorreia@prof.educacao.sp.gov.br
* Não esqueçam de identificar as atividades com o nome, ano, série e n° de chamada (se possível).
*Data de entrega: até 15/07.

Olá pessoal! Vamos ver a resolução do exercício 5, postado no Blog em 24/06, pois houveram muitas dúvidas.

5)Um garoto de massa 20Kg parte do repouso do ponto A do tobogã da figura abaixo e desce sem sofrer a ação de atritos ou de resistência do ar. Sendo H=15m, h=5m e a aceleração da gravidade g=10m², a velocidade do garoto ao passar pelo ponto B, é aproximadamente: 

a) 10m/s

b) 14m/s

c) 16m/s

d) 18m/s

e) 20m/s

Resolução:

De acordo com o princípio da conservação da energia, temos: Ema = Emb.

Ema = Eca + Epa e Emb = Ecb + EpB. Assim, temos:

Eca + Epa = Ecb + Epb

Como o menino parte do repouso a Eca = 0.

m . v² + m . g .ha = m . v² + m . g . hb

    2                            2

0 + 20 . 10 . 15 = 20 . v² + 20 . 10 . 5

                                 2

3000 = 20 . v² + 1000

                 2

3000 - 1000 = 20 . v²

                            2

2000 . 2 = 20 . v²

4000 = v²

  20

200 = v²

⎷200 ≅ v

v ≅14,14 m/s

Resposta: b) 14 m/s

Observações:

1) Se um corpo está parado não tem energia cinética. Ec = 0

2) Se um corpo está no chão não tem energia potencial gravitacional. Epg = 0

3) Em = Ec + Epg

Ec = m .v²

            2

Epg = m . g . h

Epe =K . x²

             2

K = F

       x

Onde:

Em = energia mecânica (J).

Ec = energia cinética (J).

Epg = energia potencial gravitacional (J).

m = massa (Kg).

g = aceleração da gravidade (m/s²).

h = altura em relação ao solo (m).

Epe = energia potencial elástica (J).

K = constante elástica ( N/m).

x = deformação sofrida pela mola (m).

F = força aplicada (N).

Vamos fazer mais alguns exercícios de energia mecânica para fixar melhor esse conhecimento.

Exercícios.

1) Uma pessoa que está fazendo exercícios físicos em uma academia, levanta um "peso" de 5Kg a uma altura de 1,2 m do solo. Adotando a gravidade local  de g = 10m/s²,podemos afirmar que a energia potencial gravitacional adquirida pelo "peso" é de:

a) 60 N

b) 60 J

c) 600 N

d) 600 J

e) 600 KgF

2) Uma motocicleta de massa igual a 250Kg, possui velocidade constante de 72Km/h. Nessas condições, a energia cinética dessa motocicleta é de:

a) 5 . 10⁴ J

b) 5 . 10³ J

c) 5 .10² J

d) 9 . 10³ J

e) 9 . 10² J

3) ENEM – 2007

Com o projeto de mochila ilustrado acima, pretende-se aproveitar, na geração de energia elétrica para acionar dispositivos eletrônicos portáteis, parte da energia desperdiçada no ato de caminhar. As transformações de energia envolvidas na produção de eletricidade enquanto uma pessoa caminha com essa mochila podem ser assim esquematizadas:

As energias I e II, representadas no esquema acima, podem ser identificadas, respectivamente, como

a) cinética e elétrica.

b) térmica e cinética.
c) térmica e elétrica.
d) sonora e térmica.
e) radiante e elétrica.

4) Uma mola elástica ideal, submetida a ação de uma força de intensidade F = 10N, está deformada de 2,0 cm. A energia elástica armazenada na mola é de:

a) 0,10J

b) 0,20J

c) 0,50J

d) 1,0J

e) 2,0J

5)  Um esquiador de massa 60 kg desliza de uma encosta, partindo do repouso, de uma altura de 10 m. Desconsiderando todas as possíveis forças dissipativas e adotando a aceleração da gravidade igual a g = 10 m/s², podemos afirmar que a velocidade do esquiador ao passar pelo ponto B, será de aproximadamente:

a) 10 m/s

b) 11 m/s

c)12 m/s

d)13 m/s

e)14 m/s