EsPCEx – Energia e Momento Linear Welcome to your EsPCEx - Energia e Momento Linear (EsPECex 2010) A mola ideal, representada no desenho I abaixo, possui constante elástica de 256 N/m. Ela é comprimida por um bloco, de massa 2 kg, que pode mover-se numa pista com um trecho horizontal e uma elevação de altura h = 10 cm. O ponto C, no interior do bloco, indica o seu centro de massa. Não existe atrito de qualquer tipo neste sistema e a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2. Para que o bloco, impulsionado exclusivamente pela mola, atinja a parte mais elevada da pista com a velocidade nula e com o ponto C na linha vertical tracejada, conforme indicado no desenho II, a mola deve ter sofrido, inicialmente, uma compressão de: a) 1,50 · 10-3 m b) 1,18 · 10-2 m c) 1,25 · 10-1 m d) 2,5 · 10-1 m e) 8,75 · 10-1 m (EsPECex 2010) Um bloco, puxado por meio de uma corda inextensível e de massa desprezível, desliza sobre uma superfície horizontal com atrito, descrevendo um movimento retilíneo e uniforme. A corda faz um ângulo de 53° com a horizontal e a tração que ela transmite ao bloco é de 80 N. Se o bloco sofrer um deslocamento de 20 m ao longo da superfície, o trabalho realizado pela tração no bloco será de: (Dados: sen 53° = 0,8 e cos 53° = 0,6) a) 480 J b) 640 J c) 960 J d) 1280 J e) 1600 J (EsPECex 2011) Um corpo de massa 4 kg está em queda livre no campo gravitacional da Terra e não há nenhuma força dissipativa atuando. Em determinado ponto, ele possui uma energia potencial, em relação ao solo, de 9 J, e sua energia cinética vale 9 J. A velocidade do corpo, ao atingir o solo, é de: a) 5 m/s b) 4 m/s c) 3 m/s d) 2 m/s e) 1 m/s (EsPECex 2011) Um canhão, inicialmente em repouso, de massa 600 kg, dispara um projétil de massa 3 kg com velocidade horizontal de 800 m/s. Desprezando todos os atritos, podemos afirmar que a velocidade de recuo do canhão é de: a) 2 m/s b) 4 m/s c) 6 m/s d) 8 m/s e) 12 m/s (EsPECex 2013) Um bloco de massa M=180 g está sobre uma superfície horizontal sem atrito, e prende-se à extremidade de uma mola ideal de massa desprezível e constante elástica igual a 2 · 103 N/m. A outra extremidade da mola está presa a um suporte fixo, conforme mostra o desenho. Inicialmente o bloco se encontra em repouso e a mola no seu comprimento natural, isto é, sem deformação. Um projétil de massa m=20 g é disparado horizontalmente contra o bloco, que é de fácil penetração. Ele atinge o bloco no centro de sua face, com velocidade de v=200 m/s. Devido ao choque, o projétil aloja-se no interior do bloco. Desprezando a resistência do ar, a compressão máxima da mola é de: a) 10 cm b) 12 cm c) 15 cm d) 20 cm e) 30 cm (EsPECex 2012) Um carrinho parte do repouso, do ponto mais alto de uma montanha-russa. Quando ele está a 10 m do solo, a sua velocidade é de 1 m/s. Desprezando todos os atritos e considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, podemos afirmar que o carrinho partiu de uma altura de a) 10,05 m b) 12,08 m c) 15,04 m d) 20,04 m e) 21,02 m (EsPECex 2015) Dois caminhões de massa m1=2,0 ton e m2=4,0 ton, com velocidades v1=30 m/s e v2=20 m/s, respectivamente, e trajetórias perpendiculares entre si, colidem em um cruzamento no ponto G e passam a se movimentar unidos até o ponto H, conforme a figura abaixo. Considerando o choque perfeitamente inelástico, o módulo da velocidade dos veículos imediatamente após a colisão é: a) 30 km/h b) 40 km/h c) 60 km/h d) 70 km/h e) 75 km/h (EsPECex 2015) Um corpo de massa 300 kg é abandonado, a partir do repouso, sobre uma rampa no ponto A, que está a 40 m de altura, e desliza sobre a rampa até o ponto B, sem atrito. Ao terminar a rampa AB, ele continua o seu movimento e percorre 40 m de um trecho plano e horizontal BC com coeficiente de atrito dinâmico de 0,25 e, em seguida, percorre uma pista de formato circular de raio R, sem atrito, conforme o desenho abaixo. O maior raio R que a pista pode ter, para que o corpo faça todo trajeto, sem perder o contato com ela é de Dado: intensidade da aceleração da gravidade g=10 m/s2 a) 8 m b) 10 m c) 12 m d) 16 m e) 20 m (EsPECex 2016) Um cubo de massa 4 kg está inicialmente em repouso sobre um plano horizontal sem atrito. Durante 3 s, aplica-se sobre o cubo uma força constante F→, horizontal e perpendicular no centro de uma de suas faces, fazendo com que ele sofra um deslocamento retilíneo de 9 m, nesse intervalo de tempo, conforme representado no desenho abaixo. No final do intervalo de tempo de 3 s, os módulos do impulso da força F e da quantidade de movimento do cubo são respectivamente: a) 36 N·s e 36 kg·m/s b) 24 N·s e 36 kg·m/s c) 24 N·s e 24 kg·m/s d) 12 N·s e 36 kg·m/s e) 12 N·s e 12 kg·m/s (EsPECex 2017) Uma esfera, sólida, homogênea e de massa 0,8 kg é abandonada de um ponto a 4 m de altura do solo em uma rampa curva. Uma mola ideal de constante elástica k=400 N/m é colocada no fim dessa rampa, conforme desenho abaixo. A esfera colide com a mola e provoca uma compressão. Desprezando as forças dissipativas, considerando a intensidade da aceleração da gravidade g = 10 m/s² e que a esfera apenas desliza e não rola, a máxima deformação sofrida pela mola é de: a) 8cm b) 16 cm c) 20 cm d) 32 cm e) 40 cm (EsPECex 2017) Uma granada de mão, inicialmente em repouso, explode sobre uma mesa indestrutível, de superfície horizontal e sem atrito, e fragmenta-se em três pedaços de massas m1, m2 e m3 que adquirem velocidades coplanares entre si e paralelas ao plano da mesa. Os valores das massas são m1 = m2= m e m3= m2. Imediatamente após a explosão, as massas m1 e m2 adquirem as velocidades v1 e v2, respectivamente, cujos módulos são iguais a v, conforme o desenho abaixo. Desprezando todas as forças externas, o módulo da velocidade v3, imediatamente após a explosão é a) b) c) d) e) (EsPECex 2018) Um bloco de massa igual a 1,5 kg é lançado sobre uma superfície horizontal plana com atrito com uma velocidade inicial de 6 m/s em t1= 0 s. Ele percorre uma certa distância, numa trajetória retilínea, até parar completamente em t2=5 s, conforme o gráfico abaixo. O valor absoluto do trabalho realizado pela força de atrito sobre o bloco é a) 4,5 J b) 9,0 J c) 15 J d) 27 J e) 30 J (EsPECex 2018) Dois fios inextensíveis, paralelos, idênticos e de massas desprezíveis suspendem um bloco regular de massa 10 kg formando um pêndulo vertical balístico, inicialmente em repouso. Um projetil de massa igual a 100 g, com velocidade horizontal, penetra e se aloja no bloco e, devido ao choque, o conjunto se eleva a uma altura de 80 cm, conforme figura abaixo. Considere que os fios permaneçam sempre paralelos. A velocidade do projetil imediatamente antes de entrar no bloco é Dados: despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s². a) 224 m/s b) 320 m/s c) 370 m/s d) 380 m/s e) 404 m/s (EsPECex 2018) Um motor tem uma potência total igual a 1500 W e eleva de 15 m um volume de 9·104 L de água de um poço artesiano durante 5 horas de funcionamento. O rendimento do motor, nessa operação, é de Dados: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e a densidade da água igual a 1 Kg/L. a) 30% b) 50% c) 60% d) 70% e) 80% (EsPECex 2020) Dois blocos A e B, livres da ação de quaisquer forças externas, movem-se separadamente em um plano horizontal cujo piso é perfeitamente liso, sem atrito. (ANTES DA COLISÃO)O bloco A tem massa mA=1 kg e move-se com uma velocidade VA=1 m/s, na direção do eixo y, no sentido indicado no desenho.O bloco B tem massa mB=1 kg e move-se com velocidade VB=2 m/s fazendo um ângulo de 60° com o eixo y, no sentido indicado no desenho. Após a colisão movimentam-se juntos em outro piso, só que agora rugoso, com coeficiente de atrito cinético μc=0,1, conforme o desenho abaixo. (DEPOIS DA COLISÃO) O conjunto dos blocos A e B, agora unidos, percorreu até parar a distância de: DADOS: aceleração da gravidade g=10 m/s², sen 60° = √3/2 e cos 60° = 1/2 a) 0,200 m b) 0,340 m c) 0,650 m d) 0,875 m e) 0,950 m (EsPECex 2020) Um ponto material oscila em torno da posição de equilíbrio O, em Movimento Harmônico Simples (MHS), conforme o desenho abaixo. A energia mecânica total do sistema é de 0,1 J, a amplitude da oscilação é de 10,0 cm e o módulo da máxima velocidade é de 1 m/s. Os extremos da trajetória desse movimento têm velocidade igual a zero (v=0). Desprezando as forças dissipativas a frequência da oscilação em Hertz (Hz) é a) √2/3π b) √5/π c) 5/π d) √π/3 e) 1/2π (EsPECex 2020) Considere as seguintes afirmações abaixo: I) No interior de uma esfera metálica condutora em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico é nulo.II) Um campo elétrico uniforme é formado entre duas placas paralelas, planas e eletrizadas com cargas opostas. Uma carga negativa é abandonada em repouso no interior dessas placas, então esta carga deslocar-se-á da região de maior potencial elétrico para a de menor potencial elétrico.III) Um objeto eletrostaticamente carregado, próximo a um objeto em equilíbrio eletrostático, induz neste uma carga uniformemente distribuída.IV) Uma carga puntiforme q = 1μC é deslocada de um ponto A até um ponto B de um campo elétrico. A força elétrica que age sobre q realiza um trabalho ζAB = 1 · 10-5 J, então a diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B é 100 V. Das afirmações, é (são) correta(s) somente: a) I b) I, II e III c) I, II e IV d) I e IV e) II Time's up