TRABALHO - ENERGIA

 

 

 


 

1)      O corpo de 3Kg (o mesmo da lista anterior!, fig. 1) é solto, no repouso, de um ponto a 5m de altura de uma rampa curva, sem atrito. Porém, a superfície horizontal tem um coeficiente de atrito dinâmico mD = 0.001. A mola fixa no pé da rampa tem a constante de força k = 400 N/m, e o disco de freio está a x0 = 0.4 m do início da sup. horizontal. O corpo colide com a mola e provoca uma compressão x até ficar momentaneamente em repouso.  A) Calcular x. B) O que acontece com o corpo depois de ficar em repouso?

 

2)      Um atleta com 70 kg de massa e 1.72 m de altura faz um salto verticla simples, elevando o seu centro de massa em 50 cm.

A)    Calcule a quantidade de trabalho que o atleta realiza ao saltar até a altura máxima que ele pode alcançar.

B)    Ao realizar este salto, os músculos dos membros inferiores agem durante 0.18 s. Qual a potência desenvolvida por esses músculos?

 

3)      No salto com vara, o atleta adquire (na corrida inicial) inicialmente una energia cinética EC e transfere 90 % dessa energia para uma vara elástica, que se dobra. Ao se esticar novamente, a vara devolve a energia ao atleta para que complete o salto. Qual a velocidade que um atleta de 70 kg deve atingir para pular um obstáculo de 6.14 m de altura (recorde mundial do atleta ucraniano Sergey Bubka). Suponha que o atleta controla o movimento do seu centro de massa de forma a passar ele 5 cm acima do obstáculo.

4)      A força entre duas partículas com cargas opostas, +e e –e, separadas por uma distância r, é F=e2/4pe r2 , onde e é a permitividade do meio. Calcule o trabalho para levar duas tais cargas inicialmente separadas por uma distância infinita, até uma separação R0 ao longo de uma linha reta (problema unidimensional). B) Expresse a energia potencial U de um tal sistema como função da separação r das partículas. C) Faça um gráfico de U(r), escolhendo a condição de que U() = 0.

 

 

5)      Suponha que a energia otencial de uma molécula é a da figura abaixo, com U em unidades de 10-19 Joules e r em 10-10 m.

A)    Calcule a força F(r) a partir de U.

B)    Calcule a distância interatômica de equilibrio R0 da molécula.

C)    Se a energia total da molécula é –15x10-19 J, calcule a amplitude das oscilações possíveis.

D)    Qual a energia mínima necessária para dissociar a molécula?