Questões de Física - Mecânica - Trabalho e Energia - Teorema da Energia Cinética
A figura a seguir descreve a energia cinética de um corpo versus o módulo da sua velocidade.
Qual é a massa desse corpo, em quilogramas?
A independência energética de uma nação depende, em grande medida, da capacidade de o país utilizar adequadamente processos de conversão de um tipo de energia, que ele possui em quantidade, em outro tipo, que ele necessita para consumo. A transformação entre tipos de energia é essencial para se atingir esse fim. Como exemplo, a energia elétrica é transformada em luz e calor pelo fato de filamentos e resistências serem capazes de aumentar a temperatura dos elétrons de forma muito elevada, a ponto de liberarem fótons. Quando a corrente elétrica atravessa um condutor, ocorre a transformação de energia elétrica em energia térmica, fenômeno denominado efeito joule. Nesse caso, a quantidade de calor Q pode ser determinada pela equação Q = i2 RΔt, em que i é a corrente (constante), R é a resistência e Δt é o intervalo de tempo durante o qual a corrente i passa pelo resistor.
Tendo como referência o texto precedente, julgue os itens a seguir.
Investir na conversão de energia elétrica em energia térmica é uma decisão adequada para um país, pelo fato de a energia térmica ser importante em inúmeras aplicações e mostrar-se sempre positiva para o funcionamento dos sistemas envolvidos na conversão, como nos vários tipos de máquinas, por exemplo.
Em um teste de esforço físico, um paciente ergue verticalmente um objeto de massa 4,0 kg. Quando o objeto se encontra a uma altura h = 0,30 m, a sua velocidade é de 10 cm/s e, quando ele se encontra a uma altura h = 0,80 m, a sua velocidade é de 20 cm/s.
Qual é o trabalho realizado pela força resultante agindo sobre o objeto entre estas duas alturas?
Um pequeno protótipo de carrinho de massa m = 100 g, movido à energia solar, mostrou que ele, inicialmente em repouso, deveria atingir uma velocidade de 1,0 m/s ao absorver essa radiação, percorrendo uma certa distância d.
Na prática, porém, devido aos atritos internos e externos, houve dissipação de energia e esse carrinho, após percorrer a mesma distância d, chegou à velocidade de 0,6 m/s.
A porcentagem de energia dissipada foi, então, de
Um carro elétrico de 400 Kg se move a partir do repouso com aceleração constante de 2 m/s2, nos primeiros 100 m. Após os 100 m iniciais, o carro é frenado com uma desaceleração constante e para após 4 s.
Supondo que toda a energia cinética do carro seja convertida em energia elétrica e transferida às baterias durante a frenagem, qual a potência média fornecida desde o início da frenagem até o carro parar?
Quando possuía uma massa de 94,00 kg, o atleta jamaicano Usain Bolt chegou a atingir a velocidade de 12,00 m/s (isto é, pouco mais de 43,00 km/h) em um dado instante de uma prova de 100,0 m rasos.
Qual foi o trabalho realizado pela força resultante sobre Usain Bolt desde a sua partida em repouso até este dado instante? (Para efeito de cálculo, considere o atleta como uma partícula material.)
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