Lição de casa da aula: Teorema da Trabalho-Energia Física • 9º Ano

Nesta atividade, nós vamos praticar a comparar o trabalho realizado e realizado pelos objetos com as conversões e transferências de energia entre os objetos.

Questão 1

Uma caixa uniforme de massa 2,3 kg move-se para cima ao longo de um declive, como se mostra no diagrama. A altura do centro de massa da caixa acima da base do declive antes do movimento é =15cm. A altura do centro de massa da caixa acima da base do declive após o movimento é =55cm. O ângulo do declive acima da horizontal é 𝜃=28. O trabalho realizado na caixa para se mover é de 15 J. Qual é o trabalho realizado na caixa pelo atrito com a superfície do declive por metro que a caixa se move ao longo da superfície?

Questão 2

Um objeto de carga positiva pode tomar duas trajetórias entre os pontos 𝐴 e 𝐵 apresentados no diagrama. A trajetória apresentada a preto é a trajetória I e a trajetória apresentada a vermelho é a trajetória II. A trajetória I é um arco de uma circunferência, a trajetória II é uma corda da mesma circunferência e a linha vertical tracejada é o diâmetro da mesma circunferência. A linha tracejada horizontal é perpendicular à linha vertical tracejada. O ponto em que a linhas tracejadas vertical e horizontal se intersetam é a posição fixa de um objeto de carga negativa.

Qual das trajetórias pode o objeto de carga positiva seguir com trabalho nulo realizado nele pelo objeto de carga negativa em qualquer instante de tempo durante o movimento do objeto de carga positiva?

  • ANenhuma das trajetórias
  • BAmbas as trajetórias
  • CA trajetória 1 apenas
  • DA trajetória 2 apenas

Qual das trajetórias pode o objeto de carga positiva seguir com zero trabalho realizado nele pelo objeto de carga negativa?

  • AAmbas as trajetórias
  • BNenhuma das trajetórias
  • CA trajetória 1 apenas
  • DA trajetória 2 apenas

Qual das trajetórias pode o objeto de carga positiva seguir em que a energia fornecida pelo objeto de carga positiva é constante?

  • AA trajetória 2 apenas
  • BA trajetória 1 apenas
  • CAmbas as trajetórias
  • DNenhuma das trajetórias

Para qual das trajetórias o trabalho total realizado no objeto de carga positiva pelo objeto de carga negativa varia, se o objeto se move do ponto 𝐵 ao ponto 𝐴 em vez de do ponto 𝐴 ao ponto 𝐵?

  • AAmbas as trajetórias
  • BA trajetória 1 apenas
  • CA trajetória 2 apenas
  • DNenhuma das trajetórias

Para qual das trajetórias o trabalho total realizado no objeto de carga negativa pelo objeto de carga positiva é zero?

  • ANenhuma das trajetórias
  • BAmbas as trajetórias
  • CA trajetória 1 apenas
  • DA trajetória 2 apenas

Questão 3

A superfície de um lago é mostrada como altitude II no diagrama. O deslocamento vertical entre o topo de uma colina na altitude I e altitude II é 22 m. O deslocamento vertical entre a altitude II e um banco de lama na altitude III é 18 m. O deslocamento vertical entre a altitude III e o leito do lago na altitude IV é 27 m. Um barco com uma massa de 110 kg desliza pela encosta até a superfície do lago, da altitude I à altitude II. O barco se move pela superfície do mar e começa a afundar, parando na margem de lama.

Qual é a energia potencial gravitacional do barco antes de começar a afundar? Considere o leito do lago na base da colina como o ponto de potencial gravitacional zero.

Qual é a energia potencial gravitacional do barco antes de começar a afundar? Considere a superfície do lago como o ponto de potencial gravitacional zero.

Qual é a energia potencial gravitacional de uma pessoa com uma massa de 75 kg quem está no topo da colina? Considere uma pessoa no barco um pouco antes de começar a afundar como o ponto de potencial gravitacional zero.

Qual é a energia potencial gravitacional do barco quando chega ao repouso? Considere uma pessoa no topo da colina como o ponto de potencial gravitacional zero.

Questão 4

Uma mala que está inicialmente em repouso num aeroporto é empurrada horizontalmente ao longo do solo por uma força constante de 24 N, como se mostra no diagrama.

A mala move-se 3,5 m no sentido da força e após mover-se tem uma velocidade de 1,2 m/s no sentido da força. A massa da mala é de 18 kg.

Quanto trabalho é realizado no sentido da força aplicada por esta força?

Quanto trabalho é realizado na mala no sentido da força aplicada pelo atrito da mala no solo?

Quanta energia é dissipada devido ao movimento da mala?

Questão 5

Uma mala num aeroporto é empurrada horizontalmente ao longo do chão por uma força constante de 16 N, como se mostra no diagrama. A mala move-se 7,2 m no sentido da força e ao longo do seu movimento tem uma velocidade de 1,2 m/s no sentido da força. A massa da mala é de 12 kg.

Quanta energia é dissipada pelo movimento da mala no solo por cada metro que esta se move?

Qual é a potência dada ao chão devido ao movimento da mala nele?

Questão 6

Um objeto tem uma velocidade inicial para cima e uma aceleração gravítica constante para baixo. Qual das seguintes fórmulas representa corretamente o trabalho realizado, 𝑊, pelo objeto no ar no qual se move quando é lançado para cima e regressa à sua posição inicial? A massa do objeto é 𝑚, a velocidade inicial do objeto é de 𝑣, a aceleração gravítica do objeto é de 𝑔 e o aumento da altura do objeto é de Δ.

  • A𝑊=𝑚𝑣2𝑚𝑔Δ
  • B𝑊=2𝑚𝑣𝑚𝑔Δ
  • C𝑊=𝑚𝑣+2𝑚𝑔Δ
  • D𝑊=2𝑚𝑣+𝑚𝑔Δ
  • E𝑊=𝑚𝑣𝑚𝑔Δ

Questão 7

Um objeto tem uma velocidade inicial ascendente e uma aceleração descendente constante devido à gravidade. Qual das fórmulas a seguir representa corretamente o trabalho realizado, 𝑊, no objeto pelo ar pelo qual o objeto se move na direção do movimento do objeto quando ele é lançado para cima e retorna à sua posição inicial? A massa do objeto é 𝑚, a velocidade inicial do objeto é 𝑣, a aceleração gravitacional do objeto é 𝑔, e o aumento na altura do objeto é Δ.

  • A𝑊=2𝑚𝑣𝑚𝑔Δ
  • B𝑊=2𝑚𝑣+𝑚𝑔Δ
  • C𝑊=𝑚𝑣2𝑚𝑔Δ
  • D𝑊=𝑚𝑣+𝑚𝑔Δ
  • E𝑊=2𝑚𝑔Δ𝑚𝑣

Questão 8

Um objeto tem uma velocidade inicial para cima e ima aceleração constante para baixo devido à gravidade. Qual das seguintes fórmulas representa corretamente a força média, 𝐹, exercida pelo objeto no ar em que se desloca durante o seu movimento quando este é lançado para cima e regressa à sua posição inicial? A massa do objeto é 𝑚, a velocidade inicial do objeto é 𝑣, a aceleração gravítica do objeto é 𝑔 e o aumento na altura do objeto é Δ.

  • A𝐹=(𝑚𝑣2𝑚𝑔Δ)𝑑
  • B𝐹=(𝑚𝑣+2𝑚𝑔Δ)𝑑
  • C𝐹=(𝑚𝑣2𝑚𝑔Δ)2
  • D𝐹=(𝑚𝑣+2𝑚𝑔Δ)2
  • E𝐹=(𝑚𝑣2𝑚𝑔Δ)2

Questão 9

Uma nave espacial é projetada para usar pressão de radiação para impulsioná-la. A espaçonave é lançada diretamente da superfície de uma lua que não tem atmosfera, e a força aplicada para lançar a espaçonave é fornecida pela pressão da radiação de lasers na superfície da lua. A força aplicada é constante durante todo o movimento da espaçonave e a espaçonave viaja o suficiente para que a força gravitacional da lua agindo sobre ela diminua significativamente. O gráfico mostra como a magnitude da força gravitacional atuando na espaçonave muda com sua velocidade. Qual das seguintes áreas no gráfico corresponde à taxa de variação da energia potencial gravitacional da espaçonave conforme sua velocidade aumenta de 0 a 𝑣?

  • AII
  • BI
  • CI, II, e III
  • DI e II
  • EIII

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