Questões de Vestibular de Física - Energia Mecânica e sua Conservação

Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s².

Uma cápsula destinada a levar astronautas à Estação Espacial Internacional (ISS) tem massa m = 7500 kg , incluindo as massas dos próprios astronautas. A cápsula é impulsionada até a órbita da ISS por um foguete lançador e por propulsores próprios para os ajustes finais. O aumento da energia potencial gravitacional devido ao deslocamento da cápsula desde a superfície da Terra até a aproximação com a ISS é dado por ∆U =  3,0 X 10¹⁰ J . A velocidade da ISS é v_ISS ≈ 8000 m/s.  A velocidade inicial da cápsula em razão do movimento de rotação da Terra pode ser desprezada. Sem levar em conta a energia perdida pelo atrito com o ar durante o lançamento, pode-se dizer que o trabalho realizado pelo foguete e pelos propulsores sobre a cápsula é de

Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, através de aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio.

Fonte: http://www.furnas.com.br/

Uma usina, que se utiliza de uma queda d’água de 80 m em um rio, está sendo projetada com a finalidade de produção de energia elétrica. Sabendo que a potência da queda d’água vale 200 MW e considerando a aceleração g = 10 m/s² , qual é, aproximadamente, o número de litros de água que fluem por segundo?

(Dado: densidade da água d = 10³ kg _ˑ m^–3)

       O paraquedismo é visto como um esporte radical e atrai milhares de adeptos em todo o mundo. Entre as suas peculiaridades, estão a variedade de modalidades e as manobras arriscadas que são executadas por seus praticantes. Tais adeptos, antes de abrir o paraquedas, atingem velocidades terminais altíssimas e passam a cair com velocidade constante.

Disponível em:<http://www.futurasaude.com.br/>. (Fonte modificada)

Um paraquedista, de massa m = 70 Kg, faz um salto de um avião. Durante a queda, o esportista atinge a velocidade terminal de 45 m/s. Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s² , a força de atrito com o ar (arrasto), em newtons, no momento em que ele atinge a velocidade máxima vale 

Sabe-se que a temperatura típica do planeta Terra vale 293 K. Cálculos mostram que, para um planeta reter certo gás por bilhões de anos, a velocidade média de suas moléculas deve ser menor do que 1/6 da velocidade de escape do planeta. Sendo a velocidade de escape no planeta Terra de 11,2 km/s e a constante universal dos gases R = 8,31 J/mol _ˑ K, pode-se concluir que a nossa atmosfera contém predominantemente

Dados: Massas Molares (M_H = 2 g/mol e M_O = 32 g/mol)

Quando um objeto fica sujeito a uma força elástica, seu movimento recebe o nome de movimento harmônico simples. Uma das características desse movimento é que ele é periódico. Isso ocorre porque a partícula, desprezando o atrito, volta a uma certa posição a intervalos de tempo regulares. Esse intervalo de tempo é o período. Por exemplo, você perceberá que a partícula passará pelo centro na mesma direção a intervalos regulares. O período se relaciona com a massa e a constante elástica. Nota-se também que, nos pontos de maior velocidade, o deslocamento é pequeno e, onde o deslocamento é grande, a velocidade é pequena. Por exemplo, na origem (deslocamento igual a zero x = 0), a velocidade é máxima. Quando o deslocamento é máximo (atinge sua amplitude), a velocidade é nula.

Disponível em:<http://efisica.if.usp.br/mecanica/basico/elasticidade/massa_mola/>.

Considere dois sistemas massa-mola C e D cujas energias mecânicas são iguais. Sabendo que as constantes elásticas das molas se relacionam de forma que K_c = 2K_D, pode-se afirmar que as amplitudes dos movimentos A_C e A_D guardam a relação matemática