Atividade: Conversão da Energia e Conservação

Nesta atividade, nós vamos praticar a conversão de diferentes tipos de energia mecânica dumas para as outras e o reconhecimento de quando energia mecânica é dissipada.

Q1:

Um objeto com uma velocidade 𝑣 é abrandado até ao repouso por uma força constante 𝐹 por uma distância de 12 m. Se a velocidade do objeto aumenta para 5𝑣 e, em seguida, 𝐹 é novamente aplicada para desacelerar o objeto, qual é a distância percorrida desde que a força foi aplicada até o objeto parar?

Q2:

Uma bola com uma velocidade inicial de 20 m/s rola numa superfície curva, como se mostra no diagrama. A massa da bola é de 100 g. Assuma que a única conversão de energia ocorre entre a energia cinética e a potencial gravítica da bola e calcule o peso da bola em diferentes posições, arrendondando às unidades.

Determine ℎ.

Determine ℎ.

Determine ℎ.

Determine ℎ.

Q3:

Uma bola com uma velocidade inicial de 10 m/s rola numa superfície curva, como se mostra no diagrama. A massa da bola é de 100 g. Assuma que a única conversão de energia que ocorre é entre a energia cinética e a potencial gravítica da bola e calcule a velocidade da bola em diferentes posições, arredondando às unidades.

Determine o módulo de 𝑣.

Determine o módulo de 𝑣.

Determine o módulo de 𝑣.

Determine o módulo de 𝑣.

Q4:

Um telemóvel com uma massa de 120 g é mantida na mão de um turista que relaxa num barco nas suas férias. O turista segura distraidamente o telefone muito próximo da superfície da água e, por acidente, este desliza da sua mão. O telemóvel afunda-se na água e a velocidade instantânea a que se afunda quando a sua profundidade é de 10 cm é de 1,1 m/s. Quanto trabalho é realizado ao mover a água do trajeto do telemóvel à medida que afunda 10 cm?

Q5:

Uma criança com uma massa de 36 kg carrega um trenó de massa 14 kg até ao topo de uma encosta de declive uniforme, caminhando 33 m pela encosta e subindo 8,8 m. A criança coloca o trenó na superfície da encosta onde se mantém parado devido ao atrito e entra cuidadosamente nele. O peso da criança é o suficiente para o trenó começar a deslizar encosta abaixo, movendo-se a 10 m/s quando chega à base desta.

Quanta energia é dissipada durante a descida do trenó?

Qual é a força de atrito aplicada pela superfície da encosta no trenó durante o seu movimento? Responda arredondando às unidades.

Q6:

Um carro está inicialmente em repouso antes de deslizar por uma estrada inclinada abaixo com o seu motor desligado. Enquanto desliza, a velocidade do carro aumenta 1,4 m/s. Qual é a distância vertical que o carro percorre? A gravidade é a única força que atua no carro.

Q7:

Quais dos gráficos (a), (b), (c) e (d) mostram corretamente as mudanças na energia cinética (mostrada em vermelho) e a energia potencial gravitacional (mostrada em azul) para uma bola ser lançada verticalmente para cima e caindo de volta à terra? O eixo do tempo do gráfico começa no instante em que a bola deixa a mão do lançador, e os valores de energia deixam de ser desenhados no instante em que a bola cai de volta para a altura da qual foi lançada. A resistência do ar é insignificante.

  • A(a)
  • B(b)
  • C(c)
  • D(d)

Q8:

Uma corda num pogo stick tem uma constante de elasticidade de 750 N/m. Uma criança comprime a corda 30 cm quando aterram com a ponta do pogo stick e, em seguida, o stick e a criança ressaltam para o ar. A massa total da criança e o pogo stick é de 45 kg.

Qual é a velocidade instantânea do pogo stick quando perde contacto com o solo? Responda arredondando a uma casa decimal.

O pogo stick eleva-se 0,055 m no ar. Quanto da energia cinética do pogo stick e da criança é dissipada pela força de arrasto?

Q9:

Um menino está em uma cadeira e joga uma bola verticalmente para cima, em seguida, pega a bola depois que cai de volta para baixo. O amigo do menino está no chão e assiste. Quais dos gráficos (a), (b), (c) e (d) mostram corretamente as mudanças na energia cinética (mostrada em vermelho) e energia potencial gravitacional (mostrada em azul) da bola, medida a partir do chão? O eixo do tempo do gráfico começa no instante em que a bola deixa a mão do garoto, e os valores de energia deixam de ser desenhados no instante em que a bola cai de volta à altura da qual foi liberada. A resistência do ar é insignificante.

  • A(b)
  • B(a)
  • C(c)
  • D(d)

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