O princípio geral da conservação de energia diz que a energia total de um sistema isolado é sempre constante. Quando mencionamos a palavra isolado, estamos querendo dizer que o sistema não interage com outros sistemas, pois interações entre sistemas costumam ser efetuadas por meio de troca de energia entre eles.
Lista
de Exercícios de Conservação de Energia
1.
(UFRGS) Um paraquedista cai com velocidade constante. Nessas condições durante
a queda,
a) o
módulo de sua quantidade de movimento linear aumenta.
b)
sua energia potencial gravitacional permanece constante.
c)
sua energia cinética permanece constante.
d)
sua energia cinética aumenta e sua energia potencial gravitacional diminui.
e) a
soma de sua energia cinética com a sua energia potencial gravitacional
permanece constante.
2.
(UFRGS) Enquanto uma pedra sobe verticalmente no campo gravitacional terrestre,
depois de ter sido lançado para cima, aumenta
a) o
módulo da quantidade de movimento linear.
b) o
módulo da força gravitacional sobre a pedra
c) a
sua energia cinética
d) a
sua energia mecânica
e) a
sua energia potencial gravitacional
3.
(UFRGS) Um corpo de massa igual a 1 kg é jogado verticalmente para baixo, de
uma altura de 20 m, com velocidade inicial de 10 m/s, num lugar onde a
aceleração da gravidade é 9,8 m/s2 e o atrito com o ar, desprezível.
Qual a sua energia cinética quando se encontra a 10 m do chão?
a) 60J
b) 98 J
c) 148 J
d) 198 J
e) 246 J
4. (UFRGS) Á medida que uma
bola cai livremente no campo gravitacional terrestre, diminui
a) o módulo da velocidade
b) o módulo da aceleração
c) o módulo da quantidade de
movimento linear
d) a energia cinética
e) a energia potencial
gravitacional
5. (UFPE)
Em uma prova de salto com vara, uma atleta alcança, no
instante em que a vara é colocada no apoio para o salto, a velocidade final v =
9,0 m/s. Supondo que toda energia cinética da atleta é convertida, pela vara,
em energia potencial gravitacional, calcule a altura mínima que a atleta
alcança. Despreze a resistência do ar.
a)
4,0 m
b)
3,8 m
c)
3,4 m
d)
3,0 m
e)
2,8 m
6.
(UERJ) Numa partida de futebol, o goleiro bate o tiro de meta e a bola, de
massa 0,5 kg, sai do solo com velocidade de módulo igual a 10 m/s. Em um ponto
P, a 2 metros do solo, um jogador da defesa adversária cabeceia a bola.
Considerando g = 10 m/s2 e desprezando-se a resistência do ar, a
energia cinética no ponto P vale, em joules:
a)
zero
b) 5
c)
10
d)
15
e)
25
7.
Ao entrar em uma montanha-russa, na parte mais alta da trajetória (h= 20m), o
carrinho possui uma velocidade de 5 m/s. Determine a velocidade de carrinho quando ele esta a uma altura
de 10 m do solo.
8. (FUVEST-SP) Uma
bola de 0,2 kg é chutada para o ar. Sua energia mecânica em relação ao solo
vale 50 J. Qual é a sua velocidade quando está a 5 m do solo? (g = 10 m/s2)
9.
(UFRGS) Assinale a alternativa que preenche
corretamente as lacunas no fim do enunciado que segue, na ordem em que
aparecem.
Um objeto desloca-se de um ponto A até um ponto B do espaço
seguindo um determinado caminho. A energia mecânica do objeto nos pontos A e B
assume, respectivamente, os valores EA e EB, sendo EB <
EA. Nesta situação, existem forças ........ atuando sobre o objeto,
e a diferença de energia EB – EA ........ do
........ entre os pontos A e B.
a) dissipativas – depende – caminho
b) dissipativas – depende – deslocamento
c) dissipativas – independe – caminho
d) conservativas – independe – caminho
e) conservativas – depende – deslocamento
10.
(UFRGS) Na modalidade esportiva de salto com vara, o atleta salta e apóia-se na
vera para ultrapassar o sarrafo. Mesmo assim, é uma excelente aproximação
considerar que a impulsão do atleta para ultrapassar o sarrafo resulta apenas
da energia cinética adquirida na corrida, que é totalmente armazenada na forma
de energia potencial de deformação da vara.
Na
situação ideal – em que a massa da vara é desprezível e a energia potencial da
deformação da vara é toda convertida em energia potencial gravitacional do
atleta -, qual é o valor aproximado do deslocamento vertical do centro de massa
do atleta, durante o salto, se a velocidade da corrida é de 10 m/s?
a)
0,5 m.
b)
5,0 m.
c)
6,2 m.
d)
7,1 m.
e)
10,0 m.
11. Uma criança com 20 kg desce de um
escorregador de uma altura h. Sabendo que a criança chega na base do
escorregador com uma velocidade de 6 m/s, determine a altura do escorregador.
12. (PUCRS) Um atleta, com peso
de 700N, consegue atingir 4200J de energia cinética na sua corrida para um
salto em altura com vara. Caso ocorresse a conservação da energia mecânica, a
altura máxima, em metros, que ele poderia atingir seria de
A) 4,00
B) 4,50
C) 5,00
D) 5,50
E) 6,00
13. Um bloco
com 2 kg de massa desloca-se sobre um plano horizontal liso e atinge uma mola
de constante elástica 4 N/m. O bloco produz deformação de 1 m na mola. Determine
a velocidade do bloco no instante em que ele atinge a mola.
14. Uma
bola metálica cai da altura de 1,0 m sobre um chão duro. A bola repica no chão
várias vezes, conforme a figura adiante. Em cada colisão, a bola perde 20% de
sua energia. Despreze a resistência do ar (g = 10 m/s²)
Qual
é a altura máxima que a bola atinge após duas colisões (ponto A)?
15. (PUCRS) Dois
corpos de massas mA e mB, com mA = 2mB, e velocidades vA e vB, apresentam a
mesma energia cinética. Nesse caso, o valor de (vA/vB)² é igual a
A) 1/4
B) 1/2
C) 1
D) 3/4
E) 2
16. Um bloco, com 0,2
kg de massa, é abandonado de uma altura de 0,3 m de um plano inclinado e percorre
um plano horizontal e comprimindo uma mola disposta conforme a figura.
Desprezando os atritos:
a)
descreva as transformações de energia envolvidas nesse movimento;
b)
calcule a energia ganha pela mola;
c)
determine a deformação da mola sabendo que sua constante elástica k = 1,2 N/m;
17. Abandonado
de uma altura h, um corpo de massa 0,3 kg comprime uma mola de constante elástica
300 N/m, disposta conforme a figura. Determine h para que o corpo produza deformação
de 0,1 m na mola.
18.
Um corpo de 2 kg é lançado obliquamente para cima com uma velocidade de 10 m/s.
Sabendo que na altura máxima sua energia potencial gravitacional e 75 J, determine:
a) a
altura máxima atingida;
b) a
velocidade do corpo nessa altura.
Respostas
1) C 10)
B 17)
0,5 m
2) E 11)
1,8 m 18.
a) 3,75 m
3) C 12)
E b) 5 m/s
4) E 13)
1,4 m/s
5) A 14)
0,64 m
6) D 15)
B
7)
15 m/s 16.
a) Epg -> Ec à Epe
8)
20 m/s b) 0,6 J
9) A c) 1 m
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