FÍSICA 1 (Energia)

1) Um bate estacas de 2000 Kg é utilizado para cravar uma viga de aço no solo. Ele cai 10 m antes de entrar em contato com o topo da viga, e crava 20 cm no solo antes de entrar em repouso. Usando considerações sobre trabalho e energia, calcule a força média que a viga exerce no bate -estacas enquanto ele é trazido ao repouso.

RESOLUÇÃO:

h/ΔK

m.g.h= kf - ki²

m.g.h= (m.v²)/2

v² = 2.g.h

v² = 2. 9,8. 10

v = 14 m/s

W= Δk

F.d. cos θ= kf - ki

F.d = (m. v²)/2

F = (m. v²)/2. d

F= (2000 . 14²) / 2 . 0,2

F= 980 KN //

2) Um avião de massa 150000 Kg está em vôo nivelado, movendo inicialmente a 60 m/s. A força resistia exercida pelo ar sobre o avião tem módulo de 4000 N. De acordo com a 3° lei de Newton, se os motores exercem uma força sobre os gases de descarga para expepeli -los da parte traseira do motor. Estes gases exercem uma força nos motores na direção do percurso do avião. Esta força é chamada de força de impulso, e o valor nesta situação é 75000 N. Depois de ter percorrido 1000 m, encontre:

a) O trabalho realizado pelos gases de descarga e pela força resistiva exercida pelo ar sobre o avião.

b) A velocidade do avião em Km/h.

RESOLUÇÃO:

a)

Wf= -fk * d

Wf= -4X10⁴ * 10³

Wf= - 4X10⁷ J

Wi= Fi * d

Wi= 7,5X10⁴ * 10³

Wi= 7,5X10⁷ J

Wg= Wi + Wf

Wg= (7,5 - 4) 10⁷ J

Wg= 3,5 X 10⁷ J

b)

EMf - EMi= -fk *d + Wi

EMf - EMi= Wgases

(m*Vf²) /2 - (m * Vi²) /2= Wg

m/2 (Vf² - Vi²) = Wg

Vf² - Vi² = (2* Wg) / m

Vf² = (Vi² + 2*Wg) / m

Vf² = 60²( + 2 * 3,5 * 10⁷) / (1,5 * 10⁴))

Vf= 90,92 m/s = 327,32 Km/h

3) Um elevador de 700 Kg começa do repouso. Ele se move para cima por 4 s, com aceleração constante até atingir sua velocidade cruzeiro de 3 m/s. Encontre a potência média do motor do elevador durante estre intervalo de tempo:

RESOLUÇÃO:

Pt= P * Vm

T - P= m * a

T= m * g + m * a

T= m (g + v / g))

V= V0 + a *t

a= V / t

a= 3 / 4

a= 0,75 m/s²

T= 700 (9,8 + 0,75)

T= 7385 N

Pt= 7385* (3 / 2)

Pt= 11077,5 W

4) Você salta de uma plataforma a uma altura de 134 m sobre o rio Nevis (Nova Zelândia) Após cair livremente por 40 m, a corda do bungue - jump presa a seus tornozelos começa a se distender, Você continua a descer outros 80 m até atingir o repouso. Se sua massa é de 100 Kg e a corda segue a lei de Hooke e tem massa desprezível, determine a constante elástica da mola.

RESOLUÇÃO:

EMf =  EMi

m * g * l= (K * x²) / 2

K= (2* m * g * l) / x²

K= (2 * 100 * 9,8 * 120) / 80²

K= 35,75 N/m

5) O coeficiente de atrito entre o bloco de massa m1= 3 Kg e a sua superfície na figura é de 0,4, O sistema começa do repouso. Qual é a velocidade da bola de massa m2= 5Kg quando ela já caiu uma velocidade de 1,5 m ?

RESOLUÇÃO:

EMf - EMi = -fk * d

0.5 (m + m0)µs - m2 * g * l = -µ * m1 * g * h

(m1 + m2) V² = 2 * g * h (m2 - µ * m1)

V² =  2 * g * h (m2 - µ * m1) / m1 + m2

V² =  (2 * 9,8 * 1,5 (5 - 0,4 * 3)) / 5 + 3

V= 3,74 m/s