Trabalho e Energia

Exercícios

Um caminhão de 3000 kg deve ser carregado para dentro de um navio por um guindaste que exerce uma força para cima de 31 kN sobre o caminhão. Esta força, que é intensa o suficiente para suplantar a forca gravitacional e manter o caminhão em movimento para cima, é aplicada ao longo de uma distância de 2 m. Encontre (a) o trabalho realizado sobre o caminhão pelo guindaste, (b) o trabalho realizado sobre o caminhão pela gravidade e (c) o trabalho resultante realizado sobre o caminhão.

Em uma tela de televisão, os elétrons são acelerados por um canhão eletrônico. A força que acelera o elétron é uma força elétrica produzida pelo campo elétrico dentro do canhão. Um elétron é acelerado a partir do repouso por um canhão eletrônico até atingir a energia cinética de 2,5 keV, em uma distância de 2,5 cm. Encontre a força sobre o elétron, supondo-a constante e com a mesma orientação do movimento do elétron.

Durante as férias de inverno, você participa de uma corrida de trenós em um lago, congelado. Nesta corrida, cada trenó é puxado por uma pessoa, e não por cães. Na partida, você puxa o trenó (massa total de 80 kg) com uma força de 180 N a 40° acima da horizontal. Encontre (a) o trabalho que você realiza e (b) a rapidez final do trenó após se deslocar 5 m, supondo que ele parte do repouso e que não existe atrito.

Um pequeno motor é usado para operar como um elevador que levanta uma carga de tijolos que pesa 500 N até a uma altura de 10 m, em 20s, com rapidez constante. O elevador pesa 300 N. Qual a potência desenvolvida pelo motor?

Uma caixa de 4 kg está inicialmente em repouso sobre uma mesa horizontal. Você empurra a caixa por uma distância de 3 m ao longo da mesa, com uma força horizontal de 25 N. O coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a mesa é 0,35. Determine (a) o trabalho externo realizado sobre o sistema bloco-mesa, (b) a energia dissipada pelo atrito, (c) a energia cinética final da caixa, e (d) a velocidade final da caixa.

Uma criança de 40 kg de massa desce por um escorregador de 8 m de comprimento, inclinado de 30° com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre a criança e o escorregador é 0,35. Se a criança parte do repouso do topo do escorregador, qual sua velocidade ao chegar à base?

Bibliografia RESNICK, R.; HALLIDAY, D.; MERRILL, J. Fundamentos de física. Vol.1. 8 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009. SEARS, ZEMANSKY & YOUNG, Eletromagnetismo. Vol I. 10 ed. São Paulo: Pearson Addison Wesley, 2006. TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene.. Física: Eletricidade, Magnetismo e Ótica. Vol. I. 6 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.