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.
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?
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
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?
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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