Aula de física sobre energia — Foto: Acervo CSD
O professor de física Gustavo César preparou um simulado para os estudantes que estão na expectativa para o Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) 2022. As questões são sobre energia.
O assunto explica os conceitos de conservação de energia, principalmente a abordagem de sistemas isolados, que é o sistema onde os corpos não podem perder energia para o meio externo e nem receber energia do meio externo.
Antes do teste, na quarta-feira (3), o professor Gustavo explicou o assunto em uma videoaula. Confira o vídeo para se preparar melhor para responder o simulado.
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Um bloco de 5,0 kg oscila preso a uma mola que está fixa no alto de um edifício pela sua outra extremidade. A constante elástica da mola é de 200 N/m. Num dado instante, quando o bloco se encontra a 4,0 m de altura em relação ao solo, ele apresenta velocidade de 20 m/s, e a mola está alongada de 1,0 m em relação a sua posição de repouso. Neste instante, a energia mecânica do bloco em relação ao solo é de: Admita: g = 10 m/s²
- 0,13 J
- 1,3 J
- 13 J
- 130 J
- 1300 J
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Durante a pandemia da Covid-19, cientistas têm apresentado estudos confiáveis sobre as condutas seguras que podem evitar a transmissão do novo coronavírus. O uso obrigatório de máscaras em áreas de convivência pública é uma das medidas eficazes e validadas pela ciência. Porém, o espaçamento entre os indivíduos é a fronteira mais segura para evitar o possível contágio. Tais recomendações são baseadas em resultados experimentais do alcance de fluidos corporais na forma de gotículas expelidas pela boca e pelo nariz de uma pessoa, conforme a figura a seguir. Com base nos conhecimentos sobre mecânica e conservação de energia e considerando que, na figura, asgotículas saem pela boca e pelo nariz (despreze a diferença de altura entre a boca e nariz) com velocidade constante, a aceleração da gravidade no local é g = 9,8 m/s² e a resistência do ar é desprezada. Assinale a alternativa correta.
- Uma gotícula lançada durante a tosse e outra durante o espirro, simultaneamente, atingem o chão ao mesmo tempo.
- A energia potencial gravitacional de uma gotícula expelida durante o espirro é maior que a de uma gotícula expelidadurante a tosse.
- A energia potencial gravitacional de uma gotícula expelida durante a exalação é menor que a de uma gotícula expelida durante a tosse.
- Uma gotícula lançada durante a tosse, simultaneamente com uma gotícula da exalação, atinge o chão antes que agotícula da exalação.
- Uma gotícula lançada durante o espirro, simultaneamente com uma gotícula da tosse, atinge o chão depois dagotícula da tosse.
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Entre dietas e calorias nessa fronteira do conhecimento, a Física tem muito a contribuir. Ao realizar a proeza de tirar 10 na prova de Física, um estudante resolveu comemorar em casa comendo uma barra inteira de chocolate de 590 kcal. Suponha que ele tenha 70 kg de massa e que seu objetivo seja mantê-la. Após comer o chocolate, ele decide queimar essas calorias subindo várias vezes a escadaria do seu prédio (na descida, usa o elevador). Com base nos conhecimentos sobre Termodinâmica e somando todas as vezes que ele subiu a escada, assinale a alternativa que apresenta correta e aproximadamente, a altura total (h) para conquistar o seu objetivo. Dados: 1 cal = 4,19 J
- 2600m
- 3600m
- 3900m
- 4100m
- 5500m
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Um objeto de massa m está em repouso a uma altura H acima da superfície da Terra. Sujeito à força gravitacional, num dado momento, ele cai verticalmente em direção à Terra. Desprezando qualquer força dissipativa e considerando que a aceleração gravitacional se mantém constante durante todo o movimento, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do módulo da velocidade v do objeto quando ele está a uma altura H/2 acima da superfície da Terra. Onde for necessário, use g = 10 m/s² para o módulo da aceleração gravitacional.
- v = √gH/2
- v = √2gH
- v = 2√gH
- v = √gH
- v = √gH (todos)/2
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Um corpo de massa 4 kg é abandonado de uma altura de 320 m em relação ao solo. A aceleração da gravidade no local vale 10 m/s². A energia cinética ao atingir o solo, em J, é igual a:
- 12.800
- 6.400
- 3.200
- 1.600
- 800
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Um elevador, de modo simplificado, pode ser descrito como um sistema composto por duas massas ligadas por uma corda inextensível e suspensas por uma polia de eixo fixo. Uma das massas é um contrapeso e a outra massa é a cabine com seus passageiros. Considerando uma situação em que a cabine executa uma viagem de subida, é correto afirmar que:
- o trabalho realizado pela força peso é negativo sobre a cabine e positivo sobre o contrapeso
- o trabalho total realizado pela força peso sobre o conjunto cabine e contrapeso é sempre nulo
- a energia cinética do contrapeso tem sempre o mesmo valor da energia cinética da cabine, pois as duas velocidades têm o mesmo módulo
- a energia potencial da cabine é sempre decrescente nessa viagem
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Um carro de montanha russa parte do repouso do ponto A situado a 25 m do solo. Admitindo que ele não abandone a pista, desprezando os atritos e considerando g = 10 m/s², calcule a velocidade do carro no ponto C situado a 20 m do solo e assinale a opção correta.
- 5 m/s
- 10 m/s
- 15 m/s
- 20 m/s
- 30 m/s
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Um equipamento de bungee jumping está sendo projetado para ser utilizado em um viaduto de 30 m de altura. O elástico utilizado tem comprimento relaxado de 10 m. Qual deve ser o mínimo valor da constante elástica desse elástico para que ele possa ser utilizado com segurança no salto por uma pessoa cuja massa, somada à do equipamento de proteção a ela conectado, seja de 120 kg? Despreze a massa do elástico, as forças dissipativas e as dimensões da pessoa - Aceleração da gravidade = 10 m/s²
- 30 N/m
- 80 N/m
- 90 N/m
- 160 N/m
- 180 N/m
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Um corpo de massa igual a 80 kg após sair do repouso, percorre uma pista retilínea e horizontal até colidir a 108 km/h com um anteparo que está parado. Qual o valor, em metros, da altura que este corpo deveria ser abandonado, em queda livre, para que, ao atingir o solo, tenha o mesmo valor da energia mecânica do corpo ao colidir com o anteparo? Adote a aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s²
- 36
- 45
- 58
- 90
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Um projetista deseja construir um brinquedo que lance um pequeno cubo ao longo de um trilho horizontal, e o dispositivo precisa oferecer a opção de mudar a velocidade de lançamento. Para isso, ele utiliza uma mola e um trilho onde o atrito pode ser desprezado, conforme a figura abaixo. Para que a velocidade de lançamento do cubo seja aumentada quatro vezes, o projetista deve:
- manter a mesma mola e aumentar duas vezes a sua deformação
- manter a mesma mola e aumentar quatro vezes a sua deformação
- manter a mesma mola e aumentar dezesseis vezes a sua deformação
- trocar a mola por outra de constante elástica duas vezes maior e manter a deformação
- trocar a mola por outra de constante elástica quatro vezes maior e manter a deformação