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Exercícios sobre trabalho e energia cinética

Esta lista de exercícios trata sobre o trabalho e a energia cinética: grandezas escalares fundamentais para o estudo da dinâmica.

Questão 1

Um corpo que se desloca em uma superfície horizontal sofre a ação de uma força de 100 N que forma um ângulo de 60º com essa direção. Determine o módulo do trabalho exercido por essa força sobre o bloco e assinale a alternativa correspondente.

Dados:

sen60º = √3/2

cos60º = 0,5

a) 50√3 N

b) 100√3 N

c) 50 N

d) 150 N

e) 200 N

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Questão 2

Sobre um objeto de 10 kg em repouso, é realizado um trabalho de 320 J. Determine o módulo da velocidade final desse objeto após a aplicação dessa força e assinale a alternativa correspondente.

a) 10 m/s

b) 2 m/s

c) 4 m/s

d) 8 m/s

e) 15 m/s

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Questão 3

Se o trabalho de uma força resultante sobre um corpo for positivo, podemos dizer que

a) sua energia cinética permanece constante.

b) sua energia potencial aumenta.

c) sua energia cinética aumenta.

d) sua velocidade diminui.

e) sua aceleração diminui.

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Questão 4

Em um movimento circular, a força centrípeta de 50 N forma um ângulo de 90º em relação ao deslocamento de um corpo que se move uma distância de 2,0 m. Assinale a alternativa que apresenta o módulo do trabalho exercido sobre esse corpo.

a) 100 J

b) 0 J

c) 25 J

d) -100 J

e) -25 J

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra C

Para calcularmos o módulo do trabalho exercido sobre o bloco pela força de 100 N, é necessário utilizarmos a definição de trabalho, que é definida pela equação mostrada a seguir:

τ – Trabalho

F – Força

d – distância

θ – ângulo entre F e d

Dessa forma, após substituirmos os dados na fórmula, basta resolver o seguinte cálculo:

Portanto, de acordo com o cálculo, o trabalho realizado por essa força foi de 50 N.

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Resposta Questão 2

Letra D

Podemos calcular o módulo da velocidade do objeto por meio do teorema trabalho-energia cinética, confira o cálculo abaixo:

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Resposta Questão 3

Letra C

Quando o trabalho da força resultante é positivo, a energia cinética do corpo aumenta, portanto, a alternativa correta é a letra C.

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Resposta Questão 4

Letra B

Para resolvermos esse exercício, precisamos nos lembrar da definição de trabalho:

Para que o trabalho exercido pela força seja não-nulo, é necessário que o ângulo formado entre a força F e o deslocamento d seja diferente de 90º, dessa forma, a força centrípeta descrita no exercício não realiza trabalho sobre o corpo, já que o cosseno de 90º vale 0. Portanto, a alternativa correta é a letra B.

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